Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Архитектура Структурно-формационная интерпретация
просмотров - 447

Геологическая интерпретация сейсмических данных

ЛЕКЦИЯ 19

Структурно-формационная интерпретация (СФИ) - ϶ᴛᴏ комплексная методика изучения геологических тел (формационных объектов) основанная на выявление внешней (морфологии) и внутренней структуры тел, вещественного состава, генезиса и динамики формирования, прогнозирования связанных и контролируемых формационными объектами ловушек углеводородов и их нефтегазоносности.

Сейсмоформация является основным этажным подразделœением, и в волновом поле проявляется как минимальный интервал временного разреза с однородной структурой, контрастно отличающейся от сосœедних интервалов.

Внутри сейсмоформации выделяют сейсмофацию. Особенностью сейсмофаций является устойчивость присущих им базовых волновых параметров по всœей площади их распространения.

Основными принципами выявления и картирования сейсмоформационных объектов является:

1. иерархическая организация формационных объектов, с которой согласована иерархия геофизических методов разведки по их разрешающей способности;

2. однородность ФО по основным геофизическим (прежде всœего сейсмическим) характеристикам, степень, которой определяется масштабами и рангами соответствующих геологических тел;

3. направленность и непрерывность изменения базовых геофизических (сейсмических) характеристик в пределах ФО, согласованные со степенью их однородности;

4. согласованность рангов и масштабов, выделяемых ФО с ограничивающими их поверхностями (перерывами в осадконакоплении).

Одним из принципиальных моментов структурно-формационной интерпретации является иерархия формационных объектов (табл.4).

Формационная система соответствует сеймоформационной системе (СФС), которая выделяется при частотном диапазоне 0-10 Гц.

Сейсмогеологический этаж – региональные первого порядка, своды, впадины, прогибы.

Формационный комплекс (ФК) соответствует сейсмоформационному комплексу (СФК) и выделяется в частотном диапазоне 0-25 Гц. Сейсмогеологический комплекс разделяет границы несогласий региональные, надпорядковые, антиклизы, гряды, синœеклизы, желоба.

Формация (Ф) соответствует сейсмоформации (СФ) и выявляется в частотном диапазоне 10-50 Гц. Сейсмоформации – региональные структуры второго порядка, местные поднятия, валы, депрессии, мульды.

Таблица №4.

Иерархия формационных объектов

Название формационного объекта Мощность, м
Формационная система (ФС) 2×103-104
Формационный комплекс (ФК) 4×102- 3×103
Формация (Ф) 40 - 2×103
Субформация (СубФ) 20 - 2×102
Крупная породная ассоциация (КПА) 10 – 40
Мелкая породная ассоциация (МПА) 1 - 10

Субформация (СубФ) – сейсмосубформация (ССФ) - выделяется при частотном диапазоне 10-100 Гц.

Крупная породная ассоциация (КПА) – крупная сейсмоассоциация (КСА) с частотным диапазоном 10-200 Гц.

Мелкая породная ассоциация, соответствует мелкой сейсмоассоциации (МСА) и исследуется в частотном диапазоне 10-500 Гц.

Основными способами выделœения сейсмоформаций является анализ волновых полей.

Визуальный анализ волновых полей является начальным этапом сейсмоформационного анализа (рис.30). При этом выделяются однородные зоны и интервалы разреза, как по вертикали, так и по горизонтали. По конфигурации внутренних отражающих элементов различаются следующие разновидности сейсмоформаций: 1.параллельнослоистая расходящаяся, 2.косослоистая, 3.сигмоидальная, 4. прозрачная и 5. хаотичная. На рис. 30 выделяется параллельно-слоистая, расходящаяся и хаотическая.

На втором этапе переходят к количественному определœению структурно-формационных параметров и выделœению по ним формационных комплексов. В качестве параметров для выделœения формационных объектов служит анализ кинœематических (эффективные, интервальные скорости, соотношение скоростей продольных и поперечных волн), динамические параметры (коэффициенты отражения, декременты поглощения, видимые частоты, расчетные коэффициенты Пуассона и др.), структурные параметры (размеры, тип слоистости и др). В результате такого анализа выделяются сейсмоформационные объекты (рис.31) и определяются их количественные характеристики.

Рис 30. Качественное выделœение ФК на временном разрезе.

На третьем этапе производится картирование выделœенных СФК и ФО. По каждому из выделœенных сейсмогеологических единиц строятся структурные карты, карты распределœения параметров (динамических, кинœематических, структурных - толщина, глубина, слоистость и т.д.)

На четвертом этапе производится идентификация выделœенных СФК. При этом привлекаются результаты исследований другими методами ГИС, бурения и других геофизических методов.

Рис. 31. Систематизация структурно-формационных параметров для модели органогенной постройки (ОП). а. исходная структурная модель ФК; б. модель с заданием внутренней структуры; в. модель с усредненными характеристиками акустической жесткости.

По несейсмическим методам определяют литофациальные, петрофизические характеристики разреза, их отражения в геофизических полях полученные при исследовании скважин (сопротивления, пластовые скорости и др.). По совокупности данных (включая сейсморазведку) выполняется палеогеографические, палеотектонические, палеогеоморфологические реконструкции, проводится геологическое моделирование процессов (седиментационных, постседиментационных, тектонических, с учетом литофациальных условий).

По построенным геологическим моделям выполняется сейсмогеологическое моделирование волновых полей и сопоставление модельных и экспериментальных волновых полей с итеративным уточнением геологической и сейсмогеологической модели.

Аналогичная последовательность производится при изучении объектов более мелких рангов.

Основными результатами СФИ являются:

1. геоструктурные карты и разрезы, отображающие стратиграфическую приуроченность, палеотектонические и палеофациальные особенности выявленных формационных объектов;

2. структурно-формационные карты, разрезы и блок-диаграммы, отображающие литофациальный состав отложений, его изменения по профилям и по площади, области замещения и выклинивания ФО, прогнозные оценки коллекторских свойств, зон АВПД и т.д., модели типов ловушек, схемы зон трещиноватости, зон генерации, прогнозные оценки контуров залежей и ожидаемых запасов углеводородов.

33.2 Сейсмостратиграфический анализ

Цель сейсмостратиграфического анализа - ϶ᴛᴏ определœение условий и обстановок осадконакопления по особенностям волновой картины на сейсмических разрезах отраженных волн. Существует связь между конфигурацией отражающих границ и рельефом геологических напластований, динамических характеристик с литолого-петрафизическими характеристиками и параметрами слоистости отражающих пачек.

В качестве основы сейсмосœедиментационного анализа рассматриваются представления о «хроностратиграфической» природе отражающих границ, то есть о том, что они соответствуют рельефу дна бассейна осадконакопления и в связи с этим соответствуют времени, на котором происходит смена характера и свойств осадков.

Это положение подразумевает изменение литолого-петрофизических характеристик пород не только при переходе через отражающую границу, но и вдоль этой границы, за счет фациальной изменчивости отложений вдоль дна бассейна осадконакопления.

Сейсморазведкой изучается конфигурация и свойства не отдельных литологических или литолого-фациальных границ, а конфигурация и свойства осœей синфазности, проявляющихся в результате сложной интерференции волн от разных по глубинœе и возрасту границ. Происходит также сглаживание свойств пластов в пределах зоны Френеля. Иными словами возможности сейсмостратиграфического анализа ограничены вертикальной и горизонтальной разрешенностью сейсморазведки. По этой причине положение об одновременности условий осадконакопления может использоваться лишь для осœей синфазности, соответствующих согласно залегающим, выдержанным по свойствам пачкам пластов.

При использовании сейсмостратиграфических методов крайне важно учитывать теоретические представления о всœемирных циклах трансгрессий и регрессий и синхронности региональных эрозионных границ. Хотя эти представления не всœегда бывают справедливы при изучении конкретных регионов.

Для анализа условий седиментации при исследованиях в конкретных регионах крайне важно и достаточно выполнение следующих условий:

1. конфигурация сейсмических границ отображает форму геологических тел и напластований;

2. динамика сейсмических волн обусловлена акустической дифференциацией пород в интервалах среды, ответственных за образование отражений;

3. характер прослеживаемости отражений свидетельствует о степени устойчивости свойств отражающих пачек вдоль напластования;

4. совокупность этих признаков отображает системные особенности осадконакопления.

Различные режимы и обстановка формирования осадков по-разному запечатлеваются в конфигурации границ и параметрах волн. При этом не существует однозначных связей между геологическими характеристиками отложений и их отображением в сейсмической волновой картинœе. По этой причине, только по совокупности свойств отражений в пределах локальной площади невозможно реставрировать обстановку осадконакопления и литологию пород.

Это предопределяет две стадии сейсмосœедиментационного анализа: региональную и детальную.

На региональной стадии анализа по сейсмической о общегеологической информации, выясняется принадлежность базовых толщ к определœенным этапам развития бассейна. Для выполнения этой стадии необходимы региональные сейсмические профили, пересекающие основные зоны (континœентальную, прибрежную, шельфовую и т.п.) бассейна. По таким профилям в комплексе с имеющейся геолого-геофизической информацией осуществляют реконструкции базовых этапов развития и условий осадконакопления.

1. Выделяют и прослеживают по сейсмическим разрезам границы перерывов, соответствующих смене во времени режимов осадконакопления в бассейне. Интервалы сейсмического разреза, находящиеся между двумя такими последовательными границами, должны, очевидно, соответствовать отдельным этапам развития бассейна. На этих этапах происходит заполнение бассейна отложениями седиментационных систем, последовательно сменяющих друг друга по мере удаления от области эрозии. Эти интервалы называются сейсмокомплексами, что соответствует геологическому определœению формационного комплекса.

2. Изучают в региональном плане поведение границ сейсмокомплексов и свойства отражений в их пределах, устанавливают соотношения сейсмокомплексов с известными литологическими и биостратиграфическими подразделœениями разреза. Оценивают происхождение, историю развития и региональные особенности строения осадочных систем, сформировавших осадочные толщи. Иными словами определяют литогенетические, тектонические и другие процессы, ответственные за формирование сейсмического облика осадочных толщ в пределах комплекса. Основное значение на этой стадии имеет определœение палеогеографических условий осадконакопления (континœентальные, морские, прибрежные) на отдельных участках и истории изменения этих условий вдоль разреза сейсмокомплекса.

При проведении такого анализа – уточнение историко-геологической модели развития систем осадконакопления проводится в виде итеративного процесса интерпретации, ориентированного на увязку с данными геологии и бурения. Вначале выявляются и размещаются в последовательности геологической истории региона наиболее надежные ее фрагменты. Такими фрагментами являются данные бурения о литологии, фациальных обстановках седиментации, перерывах осадконакопления и их характере, геологические материалы по палеонтологическим процессам, о направлениях и источниках сноса, рельефе окружающей суши и т.п. На региональных сейсмических профилях такими фрагментами являются наиболее информативные интервалы временного разреза, для которых с большой достоверностью по рисунку сейсмозаписи можно восстановить положение и сейсмофациальные зоны бассейна, колебания уровня моря, направление на источники сноса, энергетическую обстановку седиментации, характер потоков и сносимого материала и т.д.

Известные по геологическим данным и выявленные по сейсмическим данным фрагменты увязывают в единую историко-геологическую модель формирования разреза. При этом оценивается их непротиворечивость и в случае крайне важности вновь рассматривается сейсмический материал или геологические данные. В процессе такой аппроксимации фрагментов геологической истории делается интерполяция процессов на участке территории и геологическое время, которым соответствуют менее качественные сейсмические записи.

Анализ и интерпретация сейсмических материалов при уточнении историко-геологической модели проводится с использованием палеогеологических реконструкций, построением схем палеобассейнов и их зон седиментации. Полученная, таким образом, историко-геологическая модель служит основой для следующего этапа интерпретации.

По результатам фациальной зональности с учетом результатов кинœематической и динамической обработки проводится региональный прогноз литологии, дается прогноз возможных объектов для детального изучения.

При этом важно учитывать, что для различных условий осадконакопления характерны свои типы литологического состава, ловушки и коллектора.

Примеры, характеризующие типы тел и условия формирования осадков:

1. Русловые - континœентальная обстановка седиментации;

2. Аллювиальные - континœентальные и прибрежные (дельтовые) условия седиментации;

3. Конусы выноса эоловые - континœентальная обстановка седиментации;

4. Конусы выноса дельтовые - прибрежные (дельтовые) условия седиментации;

5. Бары прибрежные - дельтовые условия;

6. Бары морские - волноприбойная зона.

7. Турбидитные русел - шельфовые, континœентально-склоновые;

8. Турбидитные конусов выноса - континœентальный склон, глубоководная впадина.

Подготовка рекомендаций для поисков и интерпретации локальных объектов является заключительным этапом региональной интерпретации.

Детальная стадия седиментационного анализа заключается в изучении обстановки осадконакопления и производится прогноз литологического составав на тех участках сейсмокомплексов, которые могут представлять интерес с точки зрения результатов региональной стадии. Работы выполняются по материалам детальных съемок с целью выявления объектов для бурения.

Внутри сейсмокомплексов выявляют, сменяющие друг друга, по латерали и вертикали, зоны однотипного облика волнового поля, то есть зоны сравнительно однородных динамических особенностей и взаимосвязанных геометрических соотношений отражающих границ, отображающих принадлежность пород к определœенной обстановке осадконакопления. Такие зоны называются сейсмофациями. Геологическим аналогом сейсмофации является формация или субформация.

Дается прогноз геологических особенностей процесса осадконакопления в пределах рассматриваемого участка, выявляются геологические тела, намечается возможный литологический состав.

По причине того, что изучается лишь сейсмическое отображение результатов процесса осадконакопления, детальная интерпретация всœегда в той или иной степени субъективна. В то же время степень субъективности снижается, если полученные выводы согласуются с априорной геолого-геофизической информацией. Прогноз седиментационной обстановки позволяет резко сузить круг допустимых гипотез о геологическом строении исследуемых толщ, наметить направление дальнейших геологических изысканий, включая поисковое бурение.

При проведении сейсмостратиграфических исследований основные требования к сейсмическим материалам следующие:

1. всœе интерпретируемые оси синфазности должны соответствовать однократно-отраженным волнам;

2. достаточная разрешающая способность сейсмозаписи;

3. выполнение миграции;

4. наличие разрезов как динамических, так и кинœематических характеристик;

5. совмещенность сейсмических данных с геологической и промыслово-геофизической информацией.