К оглавлению

УДК 550.83:153.311:551.462.32

Комплексная интерпретация сейсмических и гравиметрических данных при изучении зоны АВПД на шельфе

И.Б. ФУКС, Э.Ю. КИМ (Севморнефтегазгеофизразведка), Н.Г. ТИТКОВА (МИНГ)

Прогнозирование АВПД на акваториях - одна из наиболее актуальных задач при выборе конструкции скважины, плотности промывочной жидкости, охране недр и окружающей среды, а также при выяснении особенностей формирования и размещения залежей УВ.

На исследуемой площади АВПД установлены в глинистых отложениях среднего триаса, но редкая сеть скважин не позволяет уверенно картировать кровлю зоны их развития, которой на временных разрезах MOB-МОГТ соответствует отражающий горизонт А₂ (Т₂). Подошва ее скважинами не вскрыта и в волновом поле не фиксируется.

В сводовой части изучаемой структуры над газовой залежью по данным ГИС выделена область разуплотненных пород. Дефект плотности глинистой толщи, слагающей зону АВПД, относительно вмещающих осадочных образований достигает 0,15 г/см³. Различие плотностей терригенных отложений зоны АВПД, разуплотнение над газовой залежью, а также наличие в поле силы тяжести минимума интенсивностью 2 мГал создают благоприятные предпосылки для использования гравиразведки при решении поставленной задачи. Однако следует отметить, что по крайне ограниченному числу скважин невозможно оценить изменение плотностей различных осадочных пород по латерали. Экстраполяция, выполненная в удаленных от скважин зонах, из-за сложного характера их изменения может привести к значительным ошибкам. Наиболее тесную связь с этим параметром имеет скорость распространения продольных упругих волн, которая для нормально уплотненных пород (по данным АК) выражается уравнением

Плотность пород в зоне АВПД определяли следующим образом: по величине скорости продольных волн находили глубину залегания осадочных образований, затем через полученную точку проводили прямую, пересечение которой с линией нормального уплотнения дает искомое значение (рис. 1). При этом ошибка в расчете составила примерно 0,01 г/см³.

Для повышения эффективности изучения зоны АВПД впервые проведена комплексная интерпретация сейсмических и гравиметрических данных. В ее основу положен метод моделирования геолого-геофизических полей. Модели осадочного чехла исследуемой акватории составлены по результатам сейсморазведочных работ (профили MOB - МОГТ 048356 и 048360), а также по данным бурения скв. 22-24. Геологическая схема ориентировочно представляла собой антиклинальную структуру, сложенную осадочными комплексами различной плотности. Зона АВПД располагается в интервале глубин 2800-3200 м (сводовая часть структуры). Рассчитанный гравитационный эффект в основном отображает все особенности наблюденного поля силы тяжести с некоторыми отклонениями. Второй вариант, учитывающий наличие зоны разуплотненных пород над газовой залежью, почти полностью объясняет форму и амплитуду локального минимума гравитационного поля интенсивностью 2 мГал. Рассчитанная по подобранной модели и наблюденная кривые поля силы тяжести не совпали в региональном плане. Максимальное развитие отмечается на севере профиля 048360 и северо-востоке профиля 048356. Для аномалий, обусловленных верхней частью разреза осадочного чехла, это влияние является фоновым. Оно связано с общим погружением фундамента и в пределах исследуемой площади учтено в виде линейной составляющей гравитационного поля. Определение фонового значения позволило в первом приближении найти величину нормального уровня (для локальной аномалии) и градиент (0,5 мГал/км) его возрастания к югу. После учета фоновой составляющей рассчитанная кривая поля силы тяжести значительно приблизилась к наблюденной.

По результатам проведенных исследований установлено, что мощность зоны АВПД равна 350-400 м и выдержана по площади. Подобранная плотность слагающих ее пород (2,33 г/см³) идентичная плотности триасовых глин. В своде структуры выделена зона разуплотненных пород мощностью около 300 м, связанная с ореолом рассеивания над газовой залежью, в которой по данным ГК отмечается повышенное газонасыщение. Осадочные толщи в рассматриваемом интервале представлены переслаиванием песчаников и глин с преобладанием последних. Песчаники сильно заглинизированы и так же, как и глинистые отложения, характеризуются пониженной проницаемостью. Горизонтальное распространение газовой фазы в этих условиях незначительно. Сопоставление контуров газовой залежи и ореола рассеивания над ней (рис. 2) подтверждает сделанный вывод. Зона разуплотненных пород над газовой залежью характеризуется повышенными пластовыми давлениями и пониженными плотностями (2,39 г/см³). Данные скв. 27 подтвердили прогнозный контур зоны разуплотненных пород.

Наблюденное поле силы тяжести на исследуемой акватории является суммарным и определяется как структурными, так и литолого-петрографическими особенностями различных комплексов осадочного чехла и фундамента. Выделение из гравитационного поля составляющей, связанной с исследуемым геологическим объектом - кровлей зоны АВПД, представляет сложную проблему и наиболее оптимально может быть выполнено только с учетом априорной информации. Поэтому на втором этапе проведения комплексной интерпретации сейсмических и гравиметрических данных использовался корреляционный метод разделения геофизических аномалий, основанный на выделении из поля силы тяжести остаточной аномалии , наилучшим образом корреляционно связанной с кровлей зоны АВПД;  представляет собой разность наблюденного поля  и фоновой составляющей , аппроксимируемой трансформационным многочленом

где- коэффициенты трансформационного многочлена.

Прогнозирование глубины залегания кровли зоны АВПД осуществлялось по уравнению регрессии .

Оператор прогноза эффективен в случае незначительного изменения плотности пород вдоль линии наблюдения. Если характер связи между полем силы тяжести и глубиной залегания исследуемой границы меняется вдоль профиля, то корреляционная зависимость ухудшается.

В качестве объекта изучения выбран профиль MOB-МОГТ 048356. В эталонную выборку вошли отметки кровли зоны АВПД, полученные по данным сейсморазведки MOB-МОГТ и бурения. Разделение поля силы тяжести выполнялось по 28 эталонным точкам. Исходное гравитационное поле имеет слабую корреляционную связь с глубиной залегания кровли зоны АВПД. Коэффициент корреляции равен -0,638. По результатам применения корреляционного метода разделения геофизических аномалий составлена таблица, в которой n - порядок фоновой компоненты, D () - дисперсия остаточной составляющей гравитационного поля, Н - отметки зоны АВПД,  - коэффициент корреляции между Н и остаточной составляющей поля силы тяжести, - ошибка приближения на эталоне, - коэффициент средней квадратической регрессии, - ошибка приближения на эталоне с помощью тренда. В качестве оптимальной выделена фоновая составляющая поля силы тяжести третьего порядка. Она характеризуется минимумами дисперсии остаточной составляющей гравитационного поля и коэффициента корреляции между Н и . Ошибка приближения на эталоне (132 м) уменьшилась более чем в 2,2 раза по сравнению с ошибкой (289 м), полученной по исходному полю. Путем вычитания из наблюденного гравитационного поля фоновой составляющей третьего порядка получены прогнозные остаточные составляющие, по которым вычислены отметки кровли зоны АВПД и построен график изменения отклонений Н-Н^р в зависимости от координат эталонных точек (рис. 3). Наиболее значительные отклонения между истинными и прогнозными отметками кровли зоны АВПД зафиксированы на участке распространения разуплотненных пород над газовой залежью (см. рис. 3, пк 11 -21).

Ошибку прогнозируемых значений глубины залегания кровли зоны АВПД можно рассчитать по выражению

где - ошибка приближения на эталоне, получаемая при описании кровли зоны АВПД уравнением регрессии по остаточной составляющей поля силы тяжести третьего порядка, - ошибка приближения глубины залегания кровли зоны АВПД по материалам сейсморазведки MOB-МОГТ (эталонные данные). Полученные результаты разделения гравитационного поля свидетельствуют об устойчивости проведенного корреляционного преобразования.

Итак, апробация разработанной методики комплексной интерпретации сейсмических и гравиметрических данных на исследуемой акватории позволила сделать вывод о достигнутой высокой геологической эффективности при изучении глинистых толщ с АВПД и особенностей осадочного чехла, связанных с газонасыщением пород, и рекомендовать ее для изучения геологического строения локальных структур шельфа. Полученные результаты использованы при проектировании морских скважин глубокого бурения на исследуемой структуре и планировании работ по изучению выявленного газового месторождения.

Таблица

n
0	24	-0,638	-	-0,049	289	-
1	120	-0,641	0,603	-0,069	287	289
2	360	-0,899	0,789	-0,017	164	172
3	242	-0,929	0,541	-0,092	132	165
4	6932	-0,975	0,974	-0,004	84	84
5	482	-0,976	0,975	-0,005	82	83

Рис. 1. Упруго-плотностные зависимости пород осадочного чехла (по данным АК и ГГКп).

Зоны: 1 - АВПД, 2 - повышенных пластовых давлений; 3 - линия для нормально уплотненных пород

Рис. 2. Схема расположения зоны разуплотненных пород над газовой залежью.

Контур: 1 - зоны разуплотненных пород над газовой залежью, 2 - газовой залежи по сейсмическим данным; 3 - морская скважина глубокого бурения

Рис. 3. График изменения отклонений Н - Н^р по профилю MOB-МОГТ 048356