сейсморазведочные работы и методики Slip-Sweep

Рассмотрен опыт проведения полевых сейсморазведочных работ по классической методике и по высокопроизводительной методике Slip-Sweep силами Самаранефтегеофизика.

Выявлены преимущества и недостатки новой методики. Рассчитаны экономические показатели каждой из методик.

В настоящее время, производительность полевых сейсморазведочных работ зависит от многих факторов:

- интенсивность землепользования;

- движение автомобилей и железнодорожных транспортных средств, через исследуемую площадь;

- активность на территории населенных пунктов, расположенных на исследуемой площади; влияние метеорологических факторов;

- пересеченность местности (овраги, леса, реки).

Все вышеперечисленные факторы значительно снижают скорость проведения сейсморазведочных работ.

Фактически, в течение суток остается 5-6 часов ночного времени для производства сейсмических наблюдений. Это является критичным и недостаточным для выполнения объемов в предусмотренные сроки, а так же значительно увеличивают затраты на работы.

Время проведения работ, в 1^ю очередь, зависит от следующих этапов:

- топогеодезическая подготовка системы наблюдения - установка пикетов профилей на местности;

- установка, наладка сейсмоприемного оборудования;

- возбуждение упругих колебаний, регистрация сейсмоданных.

Один из способов сокращения затрачиваемого времени - применение методики Slip-Sweep.

Данная методика позволяет значительно ускорить производство этапа возбуждения - регистрации сейсмоданных.

Slip-sweep - система высокопроизводительной сейсморазведки, основанная на методе перекрывающихся свип-сигналов, при которой вибраторы работают одновременно.

Помимо увеличения скорости проведения полевых работ, эта методика позволяет выполнить уплотнение пунктов взрыва, увеличивая, таким образом, плотность наблюдений.

Таким образом повышается качество работ и увеличивается производительность.

Методика Slip-Sweep является относительно новой.

Первый опыт проведения сейсморазведочных работ МОГТ-3Д по методике Slip-Sweep получен в объеме всего 40 км² в Омане (1996 г).

Далее в объеме 2000 км² в Казахстане (2008 г), 13000 км² в Ливии (2009 г), 130 км² на Аляске (2012 г).

Как видно, методика Slip-Sweep применялась, в основном, в пустынной местности, за исключением работ на Аляске.

В России, в опытном режиме (16 км²), технология Slip-Sweep опробована в 2010 г силами Башнефтегеофизика.

В статье представлен опыт проведения полевых работ по методике Slip-Sweep и сравнение показателей со стандартной методикой.

Показаны физические основы метода и возможность уплотнения системы наблюдения одновременно с применением технологии Slip-Sweep.

Приведены первичные результаты работ, обозначены недостатки метода.

В 2012 г силами Самаранефтегеофизика по методике Slip-Sweep выполнены 3Д работы на Зимарном, Можаровском лицензионных участках Самаранефтегаз в объёме 455 км².

Увеличение производительности за счет методики Slip-Sweep на этапе возбуждения–регистрации в условиях Самарской области происходит за счет использования краткосрочных отрезков времени, отпущенных на регистрацию сейсмоданных в течение суточного цикла работ.

То есть задача выполнения наибольшего количества физических наблюдений за короткое время, выполняется методикой Slip-Sweep наиболее эффективно за счет увеличения производительности регистрации физических наблюдений в 3-4 раза.

В 2018 г сейсморазведку Slip-Sweep впервые в Арктике на Гыданском полуострове выполнила ТНГ-Групп.

Методика Slip-Sweep - система высокопроизводительной сейсморазведки, основанная на методе перекрывающихся вибрационных свип-сигналов, при которой виброустановки на разных ПВ работают одновременно, регистрация идет непрерывно Вибровозбуждения на разных ПВ выполняются с задержкой по времени, поэтому одновременно работающие вибраторы излучают упругие колебания на разных частотных диапазонах (рис. 1).

Излучаемый свип-сигнал является одним из операторов функции взаимной корреляции в процессе получения корелограммы из виброграммы.

Вместе с тем, в процессе корреляции он же является и оператором фильтра, подавляющего влияния частот, отличных от излучаемой в данный момент времени частоты, что может быть применимо для подавления излучений, одновременно работающих вибраторов.

При достаточном времени задержки срабатывания виброустановок, их излучаемые частоты будут разными, тем самым возможно полное устранение влияния соседних виброизлучений (рис. 2).

Следовательно, при правильно подобранном времени slip-time влияние одновременно работающих виброустановок устраняется в процессе преобразовании виброграммы в корелограмму.

Рис. 1. Задержка времени slip-time. Одновременное излучение разных частот.

А) Б)

В)

Рис. 2. Оценка применения дополнительного фильтра влияния соседних виброизлучений: А) кореллограмма без фильтрации; Б) корелограмма с фильтрацией по виброграмме; В) частотно - амплитудный спектр фильтрованной (зеленый свет) и нефильтрованной (красный цвет) корелограмм.

Применение одного вибратора вместо группы из 4-х вибраторов основано на достаточности энергии виброизлучения одного вибратора для формирования отражённых волн от целевых горизонтов (рис. 3).

А) Б)

Рис. 3. Достаточность энергии вибровоздействия одной виброустановки. А) 1 виброустановка; Б) 4 виброустановки.

Методика Slip-Sweep более эффективна при применении уплотнении систем наблюдения.

Для условий Самарской области применено 4-х кратное уплотнение системы наблюдения. 4-х кратное разделение одного физического наблюдения (ф.н.) на 4 отдельных ф.н. основано на равенстве дистанции между плитами вибраторов (12.5 м) при группе из 4-х вибраторах, шаге ПВ 50м и применении одного вибратора с шагом ПВ 12.5 м (рис. 4).

	Стандартная методика. Шаг ПВ = 50 м Группа из 4-х вибраторов на базе 37.5 м. Расстояние между плитами - 12.5 м 1 физ. наблюдение.
	Методика слип-свип. Шаг ПВ = 12.5 м Группа из 1 -го вибратора (точечное воздействие). 4 физ. наблюдений

Рис. 4. Уплотнение системы наблюдения с 4-х кратным разделением физических наблюдений.

С целью совмещения результатов наблюдения стандартной методикой и методикой слип- свип с 4-х кратным уплотнением рассматривается принцип паритетности суммарных энергий виброизлучения.

Паритетность энергии вибровоздействия можно оценить по суммарному времени вибровоздействия.

Суммарное время вибровоздействия:

St = Nv *Nn * Tsw * dSP,

где Nv - количество виброустановок в группе, Nn - количество накоплений, Tsw - длительность свип-сигнала, dSP - количество ф.н. в пределах базового шага ПВ=50м.

Для традиционной методики (шаг ПВ = 50м, группа из 4-х источников):

St = 4 * 4 * 10 * 1 = 160 сек.

Для метода слип-свип:

St = 1 * 1 * 40 * 4 = 160 сек.

Результат паритетности энергий по равенству суммарного времени показывает одинаковый результат в суммарном Бине 12.5м х 25м.

Для сравнения методик самарские геофизики получили два комплекта сейсмограмм: 1-й комплект - 4 сейсмограммы, отработанных одним вибратором (методика Slip-Sweep), 2-й комплект - 1 сейсмограмма, отработанная 4-мя вибраторами (стандартная методика). Каждая из 4-х сейсмограмм первого комплекта примерно в 2-3 раза слабее сейсмограммы второго комплекта (рис. 3). Соответственно, и соотношение сигнал-микросейсм ниже в 2-3 раза. Однако более качественным результатом является использование уплотнённых 4-х относительно слабых по энергии отдельных сейсмограмм (рис. 5).

В случае сочленения площадей, отработанных разными методиками, применение процедур обработки, ориентированных на волновое поле стандартной методики, результат получился, практически, равнозначный (рис. 6, рис. 7). Тем не менее, если применить параметры процедур обработки, адаптированные для методики Slip-Sweep, то результатом будут являться временные разрезы с повышенной временной разрешённостью.

Рис. 5. Фрагмент первичного суммарного временного разреза по INLINE (без процедур фильтрации) сочленении двух площадей, отработанных по методике слип-свип (слева) и стандартной методике (справа).

Сравнение временных разрезов и спектральных характеристик стандартной методики и методики Slip-Sweep показывает высокую сопоставимость результирующих данных (рис. 8). Разница заключается в наличии более высоких энергий высокочастотной компоненты сигнала сейсмоданных методики Slip-Sweep (рис. 7).

Такая разница объясняется высокой помехоустойчивостью уплотнённой системы наблюдения, высокой кратностью сейсмоданных (рис. 6).

Также важным моментом является точечное воздействие одного вибратора вместо группы вибраторов и его одиночное воздействие вместо суммы вибровоздействий (накоплений).

Применение точечного источника возбуждения упругих колебаний вместо группы источников расширяет спектр регистрируемых сигналов в области высоких частот, уменьшает энергию приповерхностных волн-помех, что сказывается на увеличении качественности регистрируемых данных, достоверности геологических построений.

А)

Б)

Рис. 6. Амплитудно-частотный спектры по сейсмограммам, отработанным по разным методикам (по результатам обработки): А) Методика слип-свип; Б) Стандартная методика.

А)

Б)

Рис. 7. Сопоставление временных разрезов, отработанных по разным методикам (по результатам обработки): А)Методика слип-свип; Б) Стандартная методика.

Преимущества методики Slip-Sweep:

1. Высокая производительность работ, выраженная в увеличении производительности регистрации ф.н. в 3-4 раза, увеличении общей производительности на 60 %.

2. Улучшенное качество полевых сейсмоданных за счёт уплотнения ПВ:

- высокая помехоустойчивость системы наблюдения;

- высокая кратность наблюдений;

- возможность увеличения пространственной;

- увеличение доли высокочастотной составляющей сейсмического сигнала на 30% за счёт точечного возбуждения (вибровоздействия).

Недостатки применения методики.

Работа в режиме методики Slip-Sweep - это работа в «конвейерном» режиме в среде потоковой информации при безостановочной регистрации сейсмоданных. При безостановочной регистрации визуальный контроль оператора сейсмокомплекса за качеством сейсмоданных существенно ограничен. Какой-либо сбой может привести к массовому браку или остановке работ. Также на этапе последующего контроля сейсмоданных на полевом вычислительном центре требуется применение более мощных вычислительных комплексов полевого обеспечения подготовки и предварительной полевой обработки данных. Однако затраты на приобретение компьютерного оборудования, как и оборудования дооснащения регистрирующего комплекса окупаются в рамках прибыли исполнителя работ за счёт сокращения сроков их выполнения. Кроме прочего, требуются и более эффективные логистические процедуры по подготовке профилей к отработке физических наблюдений.

При проведении работ Самаранефтегеофизика по методике Slip-Sweep в 2012 г были получены следующие экономические показатели (таблица 1).

Таблица 1.

Экономические показатели сравнения методик работ.

№ п/п	Показатели	ед изм.	Вид методики		Отклонение	Отклоне- ние, %
			Стандартная (МОГТ-3Б)	Слип - свип уплотнением системы
1	Объем работ	км²	100	100
2	Производительность	км²/мес.	55	90	35	163,6
3	Длительность работ	мес.	1,8	1,1	-0,7	61,1
4	Себестоимость	руб./км²	603 535	576 627	-26 908	4,5
5	Средняя цена	руб./км²	645 783	645 822	39	1,0

Эти данные позволяют сделать следующие выводы:

1. При одинаковом объеме работ, общая производительность работ Slip-Sweep на 63,6% выше, чем при ведении работ «стандартной» методикой.

2. Рост производительности, напрямую влияет на длительность работ (снижение на 38,9%).

3. При использовании методики Slip-Sweep себестоимость полевых сейсморазведочных работ ниже на 4,5 %.

Литература

1. Пацев В.П., 2012. Отчёт о выполнении работ по объекту проведение полевых сейсморазведочных работ МОГТ-3Д в пределах Зимарного лицензионного участка ОАО «Самаранефтегаз». 102 с.

2. Пацев В.П., Шкоков О.Е., 2012. Отчёт о выполнении работ по объекту проведение полевых сейсморазведочных работ МОГТ-3Д в пределах Можаровского лицензионного участка ОАО «Самаранефтегаз». 112 с.

3. Гилаев Г.Г., Манасян А.Э., Исмагилов А.Ф., Хамитов И.Г., Жужель В.С., Кожин В.Н., Ефимов В.И., 2013. Опыт проведения сейсморазведочных работ МОГТ-3Д по методике Slip-Sweep. 15 с.