Это раздел разведочной геофизики, основанный на регистрации искусственно возбуждаемых упругих волн и извлечении из них полезной геолого-геофизической информации.
Понятие появилось в начале 1920х гг.
Применение сейсмической разведки:
- используется для создания графического представления подземной геологической структуры Земли, что позволяет разведочным компаниям точно и с минимальными затратами оценивать площадь с точки зрения ее нефтегазодобывающего потенциала;
- изучается глубинное строение Земли;
- выделяются месторождения полезных ископаемых (в основном нефти и газа);
- решаются задачи гидрогеологии и инженерной геологии;
- проводится сейсмическое микрорайонирование.
Особенно важна роль сейсморазведки при поисках залежей углеводородов на море.
Здесь сейсморазведка является не только практически единственным, но и весьма эффективным методом исследований.
Именно поэтому объемы морских сейсморазведочных работ в мире в настоящее время более чем в 4 раза превышает объемы работ на суше.
При этом объемы сейсморазведочных работ, выполняемых на море, растут из года в год.
Сейсморазведка отличается надежностью, высокой разрешающей способностью, технологичностью и громадным объемом получаемой информации.
На суше площади разведки часто охватывают многие 1000 км2.
В основе сейсморазведочных систем лежат огромные сети из тысяч высокочувствительных узлов сейсмических датчиков.
Эти сети датчиков располагаются на поверхности исследуемой области и собирают данные из недр под ними, которые впоследствии преобразуются в изображения.
Эти изображения затем анализируются, чтобы увидеть, где могут находиться резервуары нефти или газа, прежде чем начнется любое разведочное бурение.
Сегодняшний стандартный подход к развертыванию этих сетей заключается в подключении каждого датчика с помощью кабелей.
Огромное количество необходимых кабелей делает развертывание и логистику сложными, а транспортировку и обслуживание дорогостоящими.
Технология сейсмической разведки
Сейсмический метод исследования недр заключается в возбуждении упругих волн при помощи технического устройства или комплекса устройств - источника и регистрации этих волн сейсмоприемниками.Сейсмоприемник - прибор для преобразования механических колебаний в электрический сигнал.
Источник создаёт в толще горных пород избыточное давление, которое компенсируется средой в течение некоторого времени.
В процессе компенсации связанные частицы пород совершают периодические колебания, передаваемые в глубь земли упругими волнами.
Важнейшим свойством волны является её скорость, зависящая от литологического состава, состояния горных пород (трещиноватости, выветрелости и т. д.), возраста, глубины залегания.
Распространяясь в объеме горных пород, упругие волны попадают на границы слоев с различными упругими свойствами, изменяют направление, углы лучей и амплитуду, образуются новые волны.
На пути следования волн размещаются пункты приёма, где при помощи сейсмоприемников принимаются колебания частиц и преобразуются в электрический сигнал.
Пункты приема, применяемые для регистрации волн от одного пункта возбуждения(источника) образуют расстановку.
В зависимости от размерности сейсморазведки расстановки имеют форму прямой линии (2D сейсморазведка) или блока параллельных приёмных линий (3D сейсморазведка).
Графики записанных колебаний (трассы) группируются в сейсмограммы и анализируются для нахождения свойств волн.
Из полученных сейсмограмм извлекается геолого-геофизическая информация о сейсмогеологических границах. Наиболее эффективна сейсморазведка при изучении осадочного чехла древних платформ, поскольку его горизонтально-слоистое строение наиболее просто находится по сейсмическим данным.
С увеличением наклона целевых геологических границ надежность получаемой сейсморазведкой информации падает.
Методы сейсморазведки различаются:
- по типу используемых полезных волн;
- по стадии геологоразведочного процесса;
- по решаемым задачам;
- по способу получения данных, по размерности;
- по типу источника колебаний и частоте колебаний целевых волн.
По типу используемых волн выделяются:
1. Метод отраженных волн (МОВ) Основан на выделении волн, однократно-отраженных от целевой геологической границы. Наиболее востребованный метод сейсморазведки, позволяющий изучать геологический разрез с детальностью до 0,5 % от глубины залегания границы.
Используется в сочетании с методикой многократных перекрытий, в которой для каждой точки границы регистрируется большое количество сейсмических трасс.
Избыточная информация суммируется по признаку общей средней или глубинной точки (ОСТ или ОГТ).
Метод общей глубинной точки значительно расширяет возможности МОВ и применяется в большинстве сейсморазведочных работ.
2. Метод преломленных волн (МПВ) Ориентирован на преломленные волны, которые образуются при падении волны на границу 2х пластов под определенным углом. При этом образуется скользящая волна, распространяющая со скоростью нижележащего пласта. МПВ используется только для решения специальных задач из-за существенных ограничений метода.
3. Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) Разновидность 2D-сейсморазведки, при проведении которой один из 2х элементов (источник или приемник сейсмических волн) располагается на поверхности, а другой элемент помещается в пробуренную скважину.
Классификация: Стадии сейсморазведки
- Глубинное сейсмическое зондирование;
- Региональная сейсморазведка;
- Поисковые работы;
- Детализационные работы;
- Разведка месторождений;
- Доразведка и геотехнические исследования.
- нефтегазовая;
- рудная;
- угольная;
- инженерная.
По способу получения данных:
- Наземная;
- Акваториальная (морская, речная, озёрная и болотная, исследования в транзитной зоне);
- Скважинная;
- Петрофизика.
- 1D - источник и приемник совмещены;
- 2D - источник и приемник находятся на одной прямой линии;
- 3D - приемники расставлены по площади.
- взрывная;
- вибрационная;
- невзрывная импульсная.
- низкочастотная (1-10 Гц);
- средне-частотная (10-100 Гц);
- высокочастотная (>100 Гц).
В этих районах, начиная с более перспективных, ведутся площадные поисково-разведочные сейсмические работы методом МОВ - МОГТ. (см. пример)
По условиям формирования и залегания нефтяные месторождения располагаются на глубинах 1,5 - 4 км, а газовые - на глубинах 3 - 6 км.
Главное назначение сейсморазведки - поиск структур, благоприятных нефтегазонакоплению.
Их называют ловушками.
Это такие зоны осадочных (реже изверженных) пород, в которых имеются пористые породы (коллекторы), например, пески, трещиноватые скальные породы, перекрытые непроницаемыми породами (экранами), например, глинами.
Основными типами ловушек являются: антиклинальные или куполовидные поднятия, приуроченные к сбросам толщи коллекторов, рифогенные (известковые) выступы, соляные купола, зоны выклинивания, стратиграфические несогласия, древние долины и другие.
Все они при высоком качестве проведения полевых работ и цифровой обработке информации визуально прослеживаются на разрезах: временных по данным МОВ (лучше МОГТ) и глубинных (МОВ - МОГТ), на структурных картах по кровле опорных горизонтов, на картах мощностей коллекторов или экранов.
Точность в определении глубин должна быть не менее 100 м.
Разведка структур проводится сложными интерференционным системами МОГТ в сочетании с сейсмоакустическими исследованиями поисковых скважин.
Точность в определении изменений мощностей пород в ловушках должна достигать 25 м. В результате детальной сейсморазведки выявляются местоположение структур и их глубины, где возможно скопление нефти или газа (таких в среднем 1/3).
Прямые поиски нефти и газа в выявленных ловушках - задача очень сложная.
Она требует детального анализа кинематики (скоростей) и динамики (затуханий) сейсмических волн (например, отношение является индикатором флюидонасыщенности). Прямые поиски более эффективны, если сейсморазведка комплексируется с высокоточной гравиразведкой, электромагнитными зондированиями, термическими и ядерными исследованиями в неглубоких скважинах. Разумеется, необходимо вести бурение самых перспективных структур. При благоприятном исходе такие скважины становятся промышленными для добычи нефти и газа.
Осенью 2018 г. Роснефть анонсировала технологию в области сейсморазведки, основанную на интерпретации рассеянных волн.
Новая технология позволяет фиксировать и интерпретировать рассеянные волны - особый тип сейсмических волн, которые связаны с местами скопления углеводородов.
Методы сейсморазведки на рассеянных волнах позволяют выявить трещинные зоны и зоны с аномальным пластовым давлением (АПД), что характерно для месторождений Восточной Сибири.
Говоря простым языком сейсморазведки, комплексная интерпретация поля рассеянных волн (метод престековой миграции) базируется на математически точном решении обратной задачи рассеяния в акустическом приближении по данным многократных перекрытий.
При интерпретации поля рассеянных волн из-за отсутствия данных о коллекторах не строится карта качества коллектора целевого горизонта, а выполняются построения карты прогнозного дебита нефти из трещинно-кавернозных резервуаров.
Параметрами для построения такой карты служат амплитуды рассеянных волн, характеризующие качество трещинно-кавернозного коллектора и начальные дебиты углеводородов из продуктивных пластов.
Для построения карты прогнозного дебита находится количественная связь между значениями амплитуд рассеянных волн и значениями дебитов углеводородов.
Точность прогноза дебита - порядка 70 %, но вместе с временными разрезами рассеянных волн они могут служить основой при определении точки бурения поисково-разведочных и эксплуатационных скважин в зонах развития трещинно-кавернозных коллекторов.
Это позволяет повысить эффективность разведочного и эксплуатационного бурения на месторождениях со сложным геологическим строением, в которых содержится порядка 30% мировых запасов углеводородов. На сегодняшний день технология уже применяется на месторождениях Роснефти в Красноярском крае, Иркутской области и Ненецком автономном округе.
Выявление залежей нефти и газа по данным сейсморазведки позволяет повысить эффективность бурения в среднем до 5%.
