Файл: Старобинец, А. Е. Состояние региональных и поисковых работ методом преломленных волн на нефть и газ за рубежом.pdf

Рис.1 8 . Принципиальная модель среды, положенная в основу алгоритма программы "Рефрамэп" ( а ) , и схемы

распространения преломленной волны ( а ,б ) с обозначени­ ями параметров л функций,используемых при расчетах

а - путь распространения преломленной волны в много­ слойной ореде с криволинейными границами раздела; б - путь распространения луча в промежуточном слое

- 54 -

с пунктиром на концах на рис.18а и пунктирные линии на рис.186 отражают принципы аппроксимации границ раздела на участках про­ хождения луча. Используя такую модель, выведены основные необхо­ димые для расчетов зависимости, исходя из условия образования преломленной волны и закона Снеллиуса. При принятой системе ус­

- 55 -

лучаемыми методой, использующий ряд Тейлора, и градиентным мето­ дом. Процедура заключается в следующем. Задавая величину парамет­ рического вектора Q (3 2 ), рассчитывают функцию^ ( # , $ ( 3 0 ) , а величину W (33) проверяют на критерий окончания итераций. Если критерий не удовлетворяется, рассчитывается скорректированный вектор путем интерполяции ыеаду исправленными векторами, оцени­ ваемыми по методу Гвусса и по методу "наискорейшего спуска". Про­ цесс продолжается до тех пор, пока не выполняется указанный зара­ нее критерий совпадения или указанное заранее максимальное число итераций. Начальные компоненты параметрического вектора и значе­ ние граничной скорости могут быть заданы предположительно, выбра­ ны случайно или оценены по имеющимся данным.

Алгоритм предусматривает нахождение кажущихся наклонов для каждой пары источник-приемник на промежуточных границах раздела

верхность. Выбор класса функций для описания координатных элемен­ тов является в принципе произвольным. Это могут быть, например, двумерные полиномы из величин X и у и двумерные тригонометричес­ кие полиномы (ряды Фурье). Имеется специальная программа, записан­ ная на языке фортран-1У, для оценки коэффициентов координатных элементов, аппроксимирующих рельеф границы способом наименьших квадратов [61] . Этот подход иллюстрируется на ри с.19.

Проведенные на многочисленных моделях расчеты [62] свиде­ тельствуют, что программа "Рефрамэп" обеспечивает высокую точ­

Этот метод, разработанный в США [5 6 , 58, 67], является дальнейшим развитием применительно к ЭВМ метода временных задер­ жек и предполагает неплоские границы раздела между слоями и во з-

а

Рис.19. Схемы, иллюстрирующие различные этапы начальной (б ,в ) и последующей ( г ,д ) оценок вели­ чин наклонов промежуточных границ раздела

а - пути распространения лучей,’ падающих под кри­ тическим углом последовательно на каждую границу раздела; о - эквивалент рассматриваемой многослой­ ной среды, используемый для начальной оценки накло­ нов; в - второй этап начальной оценки наклона; г - этап определения плановых координат точек пре­

ломления и горизонтальных проекций лучей при после­ дующих оценках наклона; д - этап последующей оценки наклона;

I - линия аппроксимации по способу наименьших квад­ ратов; 2 - участок границы, аппроксимируемый пря­ мой линией по способу наименьших квадратов

можность наличия анизотропии внутри слоев. Рассматриваемый ме­ тод отличается от "метода временных задержек или метода временных членов тем, что, во-первых, вместо временных задержек для каждо­ го ПВ и приемника при построении поверхности, с которой связаны эти задержки, вычисляется некоторая простая функция от местопо­ ложения и, во-вторых,вместо допущения постоянства граничной скорости предполагается ее изменение в некоторых пределах.

- 57 -

Первое отличие является принципиальный. Метод позволяет избавиться от необходимости определения "независимой константы".

Для выражения функции временной задержки от местоположения использована линейная комбинация полиномов первой степени и оп­ ределенного числа членов ряда Фурье. Уравнение годографа при этом выражается следующим обрсзоп^

V/7 - изменяющаяся граничная скорость;

G- константа, равная среднему значению граничной скорости;

Для расчета величин F ( х £ ) и F ( X j ) используется способ итераций, для нахождения неизвестных коэффициентов - спо­ соб наименьших квадратов. Решение ищется путем сравнения наблю­ денных годографов с расчетными.

Метод трапеций

Метод предназначен для итерпретации годографов в случаях криво­ линейных границ с большими углами наклона и наличия слоев с градиентом скорости. Задача вычисления теоретических годографов для подобных моделей решена и запрограммирована таким образом,

- 58 -

что вертикальный разрез предотавдяетоя в виде оиотемы трапецие­ видных элементов. В пределах каждой трапеции учитываются законы отражения и преломления для всех возможных случаев падения луча. Программой допускается вертикальный градиент скорости в каждом слое.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МПВ И ХАРАКТЕРНЫЕ ПРИМЕРЫ ЕГО ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Опыт применения сейсморазведки за рубежом свидетельствует, что,неомотря на известные ограничения, свойственные методу пре­ ломленных волн, он с успехом применяется при решении ряда регио­ нальных и детальных задач нефтегазовой геологии при определенных сеисмогеологических условиях. Эти условия общеизвестны и в ос­ новном сводятся к следующему: I) на поверхности раздела, являю­ щейся объектом исследований МПВ, должно иметь место существенное увеличение сейсмической скорости; 2) исследуемые структуры долж­ ны обладать достаточной амплитудой. МПВ, в частности, зарекомен­ довал себя как аффективный метод при изучении соляных куполов, например, в ItllA (Мексиканский залив) и- ФРГ или при поиоках круп­ ных антиклинальных структур, например, в странах Среднего Восто­ ка.

При выборе геофизических методов для решения конкретных геологических задач часто приходится руководствоваться не столь­ ко соображениями точности, которую может обеспечить тот или иной метод, сколько принципиальной возможностью решения задач данным методом и степенью достоверности геологических построе­ ний. Именно поэтому МПВ повсеместно находит широкое применение в тех случаях, когда МОВ сталкивается о трудностями принципиаль­ ного характера. Даже современные модификации МОВ часто оказыва­ ются малоэффективными при наличии в верхней части разреза гори­ зонтов с высокой скоростью (пласты известняков, ангидритов, до­ ломитов, базальтовые покровы и т . п . ) , являющихся источником

сильных многократных волн, а также при изучении поверхности фунда­ мента и глубокопогруженных сдоев осадочного чехла, при работах на море, в случаях, когда придонные осадки обладают высокой ско-

- 59 -

нений и при наличии вышеуказанных условий обладает высокой гео­ логической эффективностью. Это во многом обусловило широкое при­ влечение МПВ, в первую очередь, для изучения поверхности фунда­ мента не всех континентах, а также в шельфовых областях морей.

Рассмотрим некоторые характерные примеры конкретных сейсмогеологических условий, при которых применение МПВ оказалось весьма успешным.

Среди первых успешных работ МПВ с поисковыми целями может быть названа съемка, проведенная еще в 30-х годах в Иране [4 2 ]. Здесь скоростной контраст между массивными известняками Азмари, представляющими объект поисковых работ, и песчаниками и мерге­ лями серии нижнего Фарса обеспечивал возникновение преломлен­ ных волн, отличающихся по своим характеристикам от волн, приуро­ ченных к вышезалегающей толще известняков верхнего Фарса. Боль­ шие окладки в известняках Азмари были прослежены, несмотря на усложненную в дисгармоническую складчатость, которая отмечалась на поверхности.

В сходных геологических условиях Австралийской нефтяной компанией вплоть до 1970 г . проводились поисковые и детальные съемки МПВ в юго-западных равнинных и северо-восточных предгор­ ных и горных областях Папуа-Новой Гвинеи [4 2 ]. В равнинных областях имеют место четкие скоростные перепады между миоценовы­ ми известняками и вышележащими рыхлыми аргиллитами и гроувакками, а также между терригенными отложениями мезозойской толщи и фундаментом. В предгорных областях известняки часто выходят на поверхность. Для обоих регионов характерны складки с большими амплитудами. В процессе, работ, носящих детальный характер, произ­ водилось изучение низкоскоростного приповерхностного слоя с целью учета обусловливаемых им искажений. В некоторых областях удалось выделить несколько преломляющих границ, связанных с из­ вестняками, причем анализ величин граничных скоростей.позволил проследить в региональном плане области распространения и соот­ ношения мелоподобных, мелководных рифовых и глубоководных из­ вестняков. Преломляющие горизонты внутри перспективной мезозой­ ской толщи были зафиксированы только в двух районах, где ее мощ­ ность достигала более 3000 м.

- 60 -