Сейсморазведочные работы что это
Сейсморазведочные работы
Раздел разведочной геофизики, основанный на регистрации искусственно возбуждаемых упругих волн и извлечении из них полезной геолого-геофизической информации
Это раздел разведочной геофизики, основанный на регистрации искусственно возбуждаемых упругих волн и извлечении из них полезной геолого-геофизической информации.
Сейсморазведка отличается надежностью, высокой разрешающей способностью, технологичностью и громадным объемом получаемой информации.
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)
2. Метод преломленных волн (МПВ)
Ориентирован на преломленные волны, которые образуются при падении волны на границу 2 х 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 2 х элементов (источник или приемник сейсмических волн) располагается на поверхности, а другой элемент помещается в пробуренную скважину.
Стадии сейсморазведки
Направления
По способу получения данных
По размерности
По типу источника
По частоте волн
В результате детальной сейсморазведки выявляются местоположение структур и их глубины, где возможно скопление нефти или газа (таких в среднем 1/3).
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 разработала инновационную технологию в области сейсморазведки, основанную на интерпретации рассеянных волн.
Методы сейсморазведки на рассеянных волнах позволяют выявить трещинные зоны и зоны с аномальным пластовым давлением (АПД), что характерно для месторождений Восточной Сибири.
Это позволяет повысить эффективность разведочного и эксплуатационного бурения на месторождениях со сложным геологическим строением, в которых, по самым скромным оценкам, 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%.
Сейсморазведка
Содержание
Общая информация
В понятие “сейсморазведка” входят геофизические методы исследования земной коры, основанные на изучении искусственно возбуждаемых упругих волн. При помощи сейсморазведки изучается глубинное строение Земли, выделяются месторождения полезных ископаемых (в основном нефти и газа), решаются задачи гидрогеологии и инженерной геологии. Сейсморазведка отличается надежностью, высокой разрешающей способностью, технологичностью и колоссальным объемом получаемой информации.
В основе сейсмических методов лежит возбуждение упругих волн при помощи специального технического комплекса – источника. В результате геологическая среда реагирует возникновением периодического колебательного процесса и образованием упругой волны. Распространяясь в объеме горных пород, упругая волна попадает на границы раздела, изменяет направление и динамические свойства, образуются новые волны. На пути следования волн размещаются точки наблюдения, где при помощи специальных приборов – сейсмоприемников – определяются свойства колебательных процессов. Из полученных данных извлекается полезная информация о строении и составе изучаемой среды.
Наиболее эффективна сейсморазведка при изучении осадочного чехла древних платформ, поскольку его горизонтально-слоистое строение наиболее просто интерпретируется по сейсмических данным. С увеличением наклона целевых геологических границ надежность получаемой сейсморазведкой информации резко падает.
Возбуждение упругих волн
Невзрывные источники гораздо слабее, но могут использоваться многократно в одной и той же точке, более управляемы, а также безопаснее для человека и экологии.
Прямой волной называется продольная или поперечная волна, распространяющаяся непосредственно от источника к точке наблюдения. Продольные волны характеризуются большими скоростями, приходят в любую точку среды раньше поперечных, распространяются практически в любых веществах и меньше. В силу этих обстоятельств сейсморазведка использует преимущественно продольные волны.
Модель среды и волновое поле
Установлено, что различные горные породы характеризуются различными скоростями распространения упругих волн. Параметр скорости определяется упругими константами и плотностью горной породы, а они в свою очередь зависят от минерального состава, пористости, трещиноватости и глубины залегания.
По значению скорости упругой волны геологический разрез разделяется на относительно однородные слои горных пород, на границах которых скорость меняется скачком. Как правило, границы областей с различными физическими свойствами совпадают с геологическими границам, что используется при интерпретации сейсмических данных.
Наличие резких границ раздела между пластами приводит к образованию вторичных волн – отраженных, проходящих и преломленных. Интенсивность вторичных волн зависит от контрастности границы по упругим свойствам. Чем сложнее строение изучаемой геологической среды, тем больше волн образуется на ее границах раздела. Все вместе они образуют вторичное волновое поле – объект измерения в сейсморазведке. Если вторичные волны содержат информацию о целевых геологических границах и успешно регистрируются на поверхности земли или в стволе скважины, то они называются полезными. По типу выделяемых полезных волн в сейсморазведке различают методы отраженных и преломленных волн.
Прием колебаний
Основным измерительным устройством в сейсморазведке служит сейсмоприемник, преобразующий механические колебания упругих волн в электрический ток переменного напряжения. При перемещении частиц горных пород вблизи корпуса приемника в нем вырабатываются электрические импульсы, которые затем откладываются на оси времени. Получаемые зависимости называются графиками колебаний или сейсмотрассами.
Системы наблюдений
Для эффективного прослеживания целевых сейсмогеологических границ применяются типовые способы установки и перемещения пунктов возбуждения и приема колебаний – системы наблюдений. Типичной системой наблюдений является пункт возбуждения, c которого упругие волны регистрируются расстановкой, состоящей из 100-300 пунктов приема – каналов сейсмостанции. Пункт возбуждения обычно располагается в центре расстановки приемника и для получения новой сейсмограммы перемещается на расстояние в 25-50 м. Интервал между пунктами приема также выбирается равным 25-50 метров. Параметры расстановки при перемещении по профилю не изменяются для облегчения дальнейшей автоматизированной обработки данных. Описанная система наблюдений позволяет выделять целевые границы с достаточной надежностью, которая обеспечивается избыточностью получаемой информации. Например, при использовании 240 пунктов приема в расстановке количество сейсмострасс на одну точку границы может достигать 120. Правильный выбор системы наблюдений позволяет без лишних затрат получать необходимую информацию о строении интересующей части геологической среды.
Обработка и интерпретация
Получаемые в процессе полевых работ сейсмограммы содержат значительную долю нежелательных волн-помех и мешающих колебаний, а полезные волны неудобны для интерпретации. Поэтому первичные сейсмограммы обрабатываются с использованием самой современной компьютерной техники. В результате выполнения процедур обработки сейсмограммы преобразуются во временной или глубинный разрез – материал для геологического толкования.По известным признакам на полученных разрезах выделяются аномальные участки, с которыми связываются скопления полезных ископаемых.
Методы сейсморазведки
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: 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. Метод преломленных волн (МПВ) – ориентирован на преломленные волны, которые образуются при падении волны на границу двух 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.
По стадии геологоразведочного процесса различают региональную, поисковую и детальную сейсморазведку.
По решаемым задачам сейсморазведка подразделяется на глубинную, структурную (нефтегазовую) и инженерную.
По способу получения данных выделяют наземную, скважинную, морскую и лабораторную сейсморазведку.
По размерности сейсморазведка различается на 1D, 2D и 3D варианты. В одномерном варианте упругая волна возбуждается и регистрируется вдоль одного единственного вертикального луча – в стволе скважины. Двухмерная сейсморазведка реализуется расстановкой пунктов возбуждения и приема вдоль линейного профиля. Объемная (3D) сейсморазведка проводится при размещении пунктов приема по площади.
По типу источника различается взрывная, вибрационная и невзрывная импульсная сейсморазведка.
По частоте колебаний сейсморазведка классифицируется на низкочастотную, средне-частотную, высокочастотную и сейсмоакустику.
Сейсморазведочные работы
Раздел разведочной геофизики, основанный на регистрации искусственно возбуждаемых упругих волн и извлечении из них полезной геолого-геофизической информации
Это раздел разведочной геофизики, основанный на регистрации искусственно возбуждаемых упругих волн и извлечении из них полезной геолого-геофизической информации.
Сейсморазведка отличается надежностью, высокой разрешающей способностью, технологичностью и громадным объемом получаемой информации.
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)
2. Метод преломленных волн (МПВ)
Ориентирован на преломленные волны, которые образуются при падении волны на границу 2 х 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 2 х элементов (источник или приемник сейсмических волн) располагается на поверхности, а другой элемент помещается в пробуренную скважину.
Стадии сейсморазведки
Направления
По способу получения данных
По размерности
По типу источника
По частоте волн
В результате детальной сейсморазведки выявляются местоположение структур и их глубины, где возможно скопление нефти или газа (таких в среднем 1/3).
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 разработала инновационную технологию в области сейсморазведки, основанную на интерпретации рассеянных волн.
Методы сейсморазведки на рассеянных волнах позволяют выявить трещинные зоны и зоны с аномальным пластовым давлением (АПД), что характерно для месторождений Восточной Сибири.
Это позволяет повысить эффективность разведочного и эксплуатационного бурения на месторождениях со сложным геологическим строением, в которых, по самым скромным оценкам, 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%.
Сейсморазведочные работы что это
Сейсморазведка — геофизический метод изучения геологических объектов с помощью упругих колебаний — сейсмических волн. Этот метод основан на том, что скорость распространения сейсмических волн зависит от свойств геологической среды, в которой они распространяются: от состава горных пород, их пористости, трещиноватости, влагонасыщенности и т.д. Неоднородность распределения этих свойств на глубине проявляется при распространении сейсмических волн в виде отражений, преломлений, рефракции, дифракции, поглощении, изменения скорости.
Методика сейсморазведки основана на изучении времени пробега различных волн от пункта возбуждения до сейсмоприемников. В результате их интерпретации можно определить глубины залегания сейсмогеологических границ, их падение, простирание, скорости волн, а используя геологические данные, установить геологическую природу выявленных границ. По решаемым задачам различают глубинную, структурную, нефтегазовую, рудную, инженерную сейсморазведку.
Компания ГЕОФИЗТЕХ специализируется на проведении инженерной сейсморазведки, характеризующейся глубинностью исследований до 50-100 м и разрешением до десятых долей метра. Объектом исследований обычно является верхняя часть разреза (ВЧР), обладающая значительной неоднородностью, изменчивостью литологического состава, строения и физических свойств горных пород.
Область применения
Геофизические задачи:
Геофизические исследования в рамках инженерно-геологических изысканий, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией различных сооружений с целью сейсмического микрорайонирования территории.
Этапы работ
Работы по проведению инженерных сейсморазведочных работ проходят в 2 этапа:
I этап. Проведение полевых работ.
II этап. Обработка данных с помощью специализированного программного обеспечения, построение скоростных разрезов, уточнение сейсмичности, составление отчета.
Польза сейсморазведки. Когда нефтяники трясут землю
По большому счёту, говорят нефтяники, сейсморазведочные работы позволяют найти не саму нефть, но обнаружить структуры, в которых может быть нефть. То есть метод этот является не прямым, а скорее, косвенным. К тому же, у этих технологий есть существенный недостаток — их высокая стоимость. Это, однако, не мешает обширному применению метода — особенно при разведке углеводородных месторождений. Тем более, если месторождения эти под водой.
«В обозримой перспективе сейсморазведка продолжит оставаться незаменимой технологией для определения оптимальной зоны бурения поисковых скважин.
Сейсморазведка является единственным методом дистанционного исследования строения и физических параметров глубоко залегающих горизонтов, способным дать информацию для обоснованной геологической оценки вероятности наличия нефти.
Без проведения сейсморазведки затраты на поиски нефти бурением поисковых и разведочных скважин вырастут в десятки раз», — подчёркивает руководитель программ геофизических работ «Газпром нефти» Владислав Воцалевский, отвечая на вопрос о популярности метода и окупаемости затрат на такие работы.
Что ж, «Газпром нефть» большая, ей виднее: дочерние компании добытчика не только используют сейсмические технологии в процессе разведки на нефть, но и активно развивают это направление.
Поиск углеводородов. Под землёй и под водой
Сейсморазведка — наследница сейсмологии, и измерения тут в целом те же самые, только волны тут слабые и контролируемые. Распространение волн помогает получить представление о подземной геологической структуре исследуемого участка, но обнаружить нефть можно только бурением с последующим испытанием продуктивного горизонта, поясняют в «Газпром нефти».
«Но без сейсморазведки и других дистанционных методов исследований, позволяющих определить приоритетные участки для разведочного бурения, вероятность обнаружения нефти в случайно выбранной точке крайне мала», — подчёркивает Владислав Воцалевский.
Закономерно, что сейсмические методы применяют на всех начальных этапах поиска, разведки и доразведки месторождений. При этом на особенно сложных объектах сейсморазведка может применяться и на более поздних этапах: для вовлечения зон, отделённых тектоническими или литологическими экранами от областей дренирования имеющейся сети эксплуатационных скважин.
Когда же речь идёт о поиске залежей углеводородов под толщей воды, сейсморазведка становится практически единственным методом исследований. В этой области тоже примечателен опыт «Газпром нефти», которая в 2019 году провела сейсморазведку на шельфе Сахалина. Тут интересен не только масштаб работ: 515 км2, 4 месяца, 2800 донных станций, — но и само оборудование, которое работало на объекте.
Дело в том, что донные станции «КРАБ» российские, это совместная разработка «Газпром нефти», Минпромторга, Морской арктической геологоразведочной экспедиции (МАГЭ) и Морского технического центра. Именно спрос со стороны нефтяников стимулировал производство такого оборудования — до недавнего времени российские добытчики использовали для этих целей импортные решения.
И с тех пор, как эти самые зарубежные решения вышли на наш рынок — с конкурентными ценами, высоким уровнем качества и сервисом — российские производство оборудования для морской разведочной геофизики оказалось за бортом. Были наработки, но не было конечного продукта, потому что на него не было спроса.
«Бизнес становится драйвером создания и внедрения инноваций, интегратором интеллектуально-технического потенциала. Мы гарантируем спрос, предоставляем экспертизу, формируем уникальные консорциумы. Кроме того, мы обеспечиваем возможность испытаний на наших лицензионных участках.
Поддерживаем дальнейшее использование оборудования на наших активах и продвигаем комплекс через нашу сеть партнёров на мировых рынках», — отмечает начальник департамента импортозамещения и реализации технологической стратегии «Газпром нефть шельфа» Андрей Власов (цитата корпоративного издания компании «Сибирская нефть»).
Таким образом, в развитии решений для разведочной сейсмики реализован первый важный тренд, характерный для промышленности в целом, — импортозамещение.
Цифровой двойник для сейсморазведки
Ну а тренд номер два — это, конечно, цифровизация. И здесь тоже есть свои достижения.
«Современная сейсморазведка использует высокотехнологичное оборудование и специализированное программное обеспечение на всех этапах работ. Для обработки и интерпретации геофизических данных требуются большие вычислительные мощности и совершенный математических аппарат, описывающий в своих алгоритмах все физические процессы и позволяющий выделять очень тонкие изменения в акустических волновых полях, характеризующие изменения геологических условий и петрофизических параметров целевых объектов», — отмечает Владислав Воцалевский.
А в конце прошлого года «Газпром нефть» сообщила, что совместно с «ЛАНИТ-ТЕРКОМ» разработала цифровую платформу именно для сейсморазведочных работ на нефтяных месторождениях. За годы работы у компании накопилась серьёзная библиотека данных об исследованиях в разных регионах, и эту информацию разработчики заложили в базу.
Компьютерный мозг сумеет проанализировать эти гигабайты сведений и сгенерировать наиболее оптимальное технологическое решение, основываясь на информации о работах на схожих по геологии территориях.
«Платформа представляет собой процессного цифрового двойника проведения площадных геологоразведочных работ. Система позволяет специалистам «Газпром нефти» и компаниям-партнёрам на единой платформе просматривать информацию о проведении сейсморазведочных работ на каждом месторождении, дополнять базу данных информацией о ходе выполнения новых работ, загружать данные и обмениваться актуальными материалами по проекту.
В будущем через цифровой двойник можно будет выполнять предиктивную аналитику на базе алгоритмов машинного обучения, повысив, таким образом, оперативность принятия решений», — рассказал Владислав Воцалевский.
Эффективность нововведения решения «Газпром нефть» планирует оценить по итогам зимнего полевого сезона 2020-2021 годов.
Сразу ответим на популярный вопрос: предполагается ли замена человека новым роботизированным решением?
Разработчики всячески подчёркивают, что такой цели не стоит, да это и невозможно. Г-н Воцалевский подчеркнул, что, хотя система и «умная», роль специалиста остаётся определяющей для успеха исследований и подтверждения результатов работ.
Необходимо задать корректную формулировку задачи и граничные параметры, и пока искусственный интеллект не способен выполнить подобную работу без участия квалифицированного специалиста.
«Ключевым элементом в процессе цифровой трансформации всегда будет человек. Все системы, которые мы создаём в партнёрстве с компанией «Газпром нефть», предназначены для того, чтобы сотрудники компании при принятии решений опирались на достоверную информацию, представленную в наглядном виде, а также вели эффективную коммуникацию друг с другом.
В разработке этого продукта мы используем самые современные технологии, например, геосервер, лежащий в основе картографического модуля, использующий векторные тайлы, что расширяет список существующих возможностей при работе с картами. Также мы постоянно совершенствуем интерфейс, делая его максимально удобным для пользователей.
Дорожная карта проекта включает в себя интеграции со многими системами, что сделает «Цифровой двойник сейсморазведочных работ» одной из ключевых платформ геологоразведки завтрашнего дня», — рассказал директор департамента цифровых решений «ЛАНИТ-ТЕРКОМ» Марат Немешев.
«Зелёная» сейсмика
И ещё один тренд. Принято считать, что сейсморазведка — не самая дружелюбная по отношению к природе технология: во-первых, это работа со взрывами, а во-вторых, вырубка леса. Будущее специалисты видят за невзрывными источниками и за решениями, которые не предполагают присутствия на объекте тяжёлой техники.
Есть у «Газпром нефти» и такой проект, он так и называется «Зелёная сейсмика».
В основе — использование беспроводной радиотелеметрической системы регистрации данных RT System 2.
«Применение компактных мобильной техники и буровых установок обеспечило сокращение ширины просек для доставки и установки оборудования с 5 до 1–1,5 метров. Что, в свою очередь, уже позволило сохранить более 4,5 млн деревьев с 2016 года», — рассказали в компании.
Это решение уже в ходу, а тестирование проходит второе поколение технологий — «Зеленая сейсмика 2.0», задача которого уменьшить ширину просек, вырубающихся не только для линий приёма, но и линий возбуждения.