К оглавлению

© Т.Р.Ахмедов, 2004

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ГРАДИЕНТА СЕЙСМИЧЕСКИХ СКОРОСТЕЙ ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ МЕСТ СКОПЛЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ

Т.Р. Ахмедов (АГНА)

При обработке и интерпретации сейсмических материалов геофизики часто полагают, что в пределах расстановки ОГТ скорости сейсмических волн в геологической среде, покрывающей отражающий сейсмический горизонт, постоянны. Таким образом, априори принимается, что при V=const в случае плоской отражающей границы годографы ОГТ отраженных волн имеют гиперболические формы. Большинство геофизиков считают, что такое предположение, упрощающее обработку и интерпретацию сейсмических материалов, при небольших значениях горизонтального градиента скорости вполне приемлемо, тогда как наши исследования показывают, что отрицание роли горизонтального градиента скорости не всегда корректно, так как с увеличением глубины исследований влияние горизонтального градиента возрастает.

Роли и значению горизонтального градиента скорости посвящены многие работы (Пузырев Н.Н., 1959; Ахмедов Т.Р. и др., 1990). Основная цель этих работ заключалась в исследовании влияния горизонтального градиента на кинематические характеристики отраженных волн и тем самым - на точность сейсмических построений.

Целью настоящей статьи является использование латеральных изменений скорости волн для локализации мест скоплений УВ. В этой связи нами исследованы изменения эффективной скорости по площади на различных участках суши Азербайджана и акватории Каспийского моря. Как и ожидалось, горизонтальный градиент скорости существует повсеместно. На рис. 1, А, В приводятся карты изоскоростей, построенные по сейсмическому горизонту СГ-11, приуроченному ориентировочно к верхам мезозоя, и для постоянной глубины 6 км для площади Хачмаз-Дивичи Прикаспийско-Кубанской нефтегазоносной области Азербайджана, граничащей с Дагестаном.

Тщательный анализ построенных карт, а также развернутых графиков интервальных скоростей (см. рис. 1, А, В) показал, что значения горизонтального градиента скорости варьируют в довольно широких пределах и его изменения носят достаточно сложный характер как для горизонта СГ-11, так и глубины 6 км. Так, в районе Агзыбирчалинских структур, перспективных на нефть и газ, значения горизонтального градиента меняются от 0,03 до 0,67 с-1. На графиках интервальных скоростей, построенных вдоль сейсмического профиля 1-74, проходящего примерно параллельно береговой линии Каспийского моря, отчетливо прослеживаются изменения значений скоростей, а также мощностей интервалов с выклиниванием некоторых из них (см. рис. 1, В).

Горизонтальный градиент, кроме площадей суши Азербайджана, отмечается также на морских площадях акватории Каспия. Так, на площади Дашлы акватории Каспийского моря с целью изучения горизонтального градиента скорости проведены анализы скоростей вдоль сейсмического профиля 923112 (рис. 2, А) с достаточно мелким шагом, т.е. с интервалом 500 м. Графики эффективных скоростей, полученные с пересчетом из скоростей суммирования, развернутых вдоль сейсмического профиля 923112 (см. рис. 2, Б), показывают, что законы изменения скоростей со временем имеют достаточно изменчивый характер от одной точки профиля к другой.

Очевидно, что такое изменение скорости в горизонтальном направлении не может не сказываться на формах годографов отраженных волн, поэтому исследование форм годографов для данного случая представляет определенный интерес.

Выведем для простой модели среды уравнение годографа отраженных волн при горизонтальном градиенте. Предположим, что в непрерывной среде, характеризующейся изменением скорости как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях, имеется одна горизонтальная отражающая граница и скорость меняется по следующему закону:

V = V(Х, Z).

Поместим начало координат на отражающей границе под общей срединной точкой. Для упрощения задачи примем, что падающие и отраженные лучи прямолинейны. Основываясь на этом предположении, можно считать, что падающие и отраженные волны пробегают с определенной средней скоростью Vcp вдоль каждого луча и эта скорость меняется от одного луча к другому, т.е.

где Н - глубина отражающей границы - расстояние от общей срединной точки до точки приема;- средняя скорость в вертикальном направлении в общей срединной точке.

С учетом принятых упрощений в этом случае уравнения годографа отраженных волн имеют следующий вид:

или

где- средние лучевые скорости вдоль наклонных лучей, выходящих на дневную поверхность на расстояние: соответственно вправо и влево от общей срединной точки; - уравнение нормального гиперболического годографа ОГТ для горизонтальной границы в однородной среде.

Как видно из этих уравнений, при существовании горизонтального градиента скорости форма годографа ОГТ будет отличаться от нормальной гиперболической, и это различие, естественно, тесно связано с характером изменения скорости в горизонтальном направлении и его значением. В данном случае могут получаться простые гиперболические годографы с различной кривизной, а также сложные годографы аномальной формы; например, если в пределах расстановки ОГТ знак горизонтального градиента меняется, то могут быть получены выпуклые, вогнутые, выпукло-вогнутые и вогнуто-выпуклые годографы, минимумы которых смещены относительно начала координат. Очевидно, что такая форма годографов сказывается на результатах скоростного анализа.

Расчеты, проведенные для площади Джафарлы, показывают, что уменьшение пластовой скорости в нефтеносном пласте на 15 % (Авербух А.Г., 1982) приводит к уменьшению средней скорости начиная с подошвы (1750 м) этого пласта от 65 до 45 м/с (глубина 3170 м).

Несмотря на такое небольшое изменение средней скорости (уменьшение на 2-3 %), оно сказывается на кривизне годографов отраженных волн.

Нами рассчитаны и построены годографы ОГТ отраженных волн при различных значениях горизонтального градиента скорости для площади Джафарлы (рис. 3). В случае линейного закона уменьшения скорости в горизонтальном направлении могут быть получены годографы, подобные годографам кратных волн (см. рис. 3, В). Так, при горизонтальном уменьшении скорости (линейный закон изменения) с градиентом 0,3 с-1 в пределах базы приема сейсмических колебаний получается годограф, подобный годографу двукратно отраженной волны от границы, находящейся на глубине 2000 м, со скоростью 2300 м/с. Таким образом, можно констатировать, что среди оптимальных сумм, полученных для малых значений скоростей на больших временах регистрации, имеются суммы, относящиеся не только к кратным отражениям, т.е. могут существовать также суммы, полученные из-за влияния горизонтального градиента скорости (рис. 4, А, В).

Поскольку горизонтальный градиент скорости наряду с другими геологическими факторами может быть вызван скоплениями УВ, результаты скоростного анализа, конечно, после пересчета скоростей суммирования в эффективные скорости могут быть использованы для установления мест локализации скоплений УВ.

Интерпретация данных должна проводиться в несколько этапов. На первом этапе исследуются результаты анализов скоростей, полученных с достаточно мелким шагом, вдоль сейсмического профиля (шаг или интервал выбирается в зависимости от поставленной задачи). Идентифицируются те оптимальные суммы, которые могут быть порождены горизонтальным уменьшением скорости. Отличать такие суммы от сумм кратных отражений, на наш взгляд, не представляет большой трудности. Оптимальные суммы, вызванные горизонтальным градиентом, отличаются от таковых кратных отражений тем, что они охватывают ограниченную часть изучаемого разреза, тогда как суммы кратных отражений достаточно выдержаны вдоль сейсмического профиля, так как кратнообразующие границы - динамически хорошо выдержанные горизонты и их физические свойства очень слабо меняются по площади.

На втором этапе следует определить геологическую природу явления, создающего горизонтальный градиент скорости. Известно, что горизонтальный градиент скорости имеет тесную связь с тектоникой (наклонное залегание слоев, развитие дизъюнктивной дислокации, флексурообразные пликативные дислокации и т.д.) площади исследования и литофациальной изменчивостью отложений, слагающих разрез. Детальное исследование строения площади [2], структурно-формационная интерпретация сейсмических данных [3], палеореконструкция и т.д., на наш взгляд, позволят методом исключения определить, связан или нет обнаруженный горизонтальный градиент скорости со скоплением УВ.

На следующем этапе, т.е. после установления истинной причины горизонтального градиента, в локализованном участке профиля следует применять известные способы динамической обработки и интерпретации [4, 5] сейсмических данных, а также метод полного нормированного градиента [1]. Очевидно, что все это в комплексе позволит нам провести уверенную интерпретацию, так как предложенный способ устранит многие неопределенности.

Литература

1.     Березкин В.М. Метод полного градиента при геофизической разведке. - М.: Недра, 1988.

2.     Кондратьев О.К. Сейсмические волны в поглощающих средах. - М.: Недра, 1986.

3.     Мушин И.А. Структурно-формационная интерпретация сейсмических данных / И.А. Мушин, Я.Ю. Бродов, Е.А. Козлов, Ф.И. Хатьянов. - М.: Недра, 1990.

4.     Михальцев А.В. Обработка динамических параметров в сейсморазведке / А.В. Михальцев, И.А. Мушин, В.М. Погожев. - М.: Недра, 1990.

5.     Птецов С.Н. Анализ волновых полей для прогнозирования геологического разреза. - М.: Недра, 1989.

Abstract

It was shown that negation of the role of horizontal gradient of seismic velocities is not always correct because with increasing depth of investigation, the horizontal gradient effect is growing. The present article shows the application of lateral changes of wave velocities for localization of HC accumulation sites citing as an example the land portion of Azerbaidzhan territory and water area of Caspian Sea.

 

Рис. 1. КАРТЫ ИЗОСКОРОСТЕЙ ПО СЕЙСМИЧЕСКОМУ ГОРИЗОНТУ СГ-11 (А), ДЛЯ ПОСТОЯННОЙ ГЛУБИНЫ Н = 6 км (Б) И РАЗВЕРНУТЫЕ ГРАФИКИ ИНТЕРВАЛЬНЫХ СКОРОСТЕЙ ВДОЛЬ СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ 1-74 (В)

 

Рис. 2. ВРЕМЕННОЙ РАЗРЕЗ (А) И ГРАФИКИ ЭФФЕКТИВНЫХ СКОРОСТЕЙ (Б) ПО СЕЙСМИЧЕСКОМУ ПРОФИЛЮ 923112

9335-10385 - номера общих глубинных точек

 

Рис. 3. ДАННЫЕ СЕЙСМОКАРОТАЖА ПЛОЩАДИ ДЖАФАРЛИ (А) И ГОДОГРАФЫ ОГТ (Б, В)

1 - вертикальный годограф; скорости: 2-средняя, 3 - пластовая, 4 - интервальная (переинтерпретация); 5 - кривая кажущихся удельных сопротивлений; годографы: 6 - аномальные, полученные при уменьшении скорости 0,01 км/с на каждые 100 м в пределах расстановки ОГТ, 7- нормальные, аномальные годографы, полученные при увеличении скорости 0,01 (8), 0,005 (9) и 0,0025 (10) км/с на каждые 100 м в пределах расстановки ОГТ

 

Рис. 4. ПРИМЕРЫ АНАЛИЗА СКОРОСТЕЙ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ГОДОГРАФОВ