Цой Г.С., студент 5 курса
Нургалиев Д.К., Научный руководитель — проф.
Казанский госуниверситет, геологический факультет,
E-mail: danis.nourgaliev@ksu.ru
Введение
Сейсмическая стратиграфия как научная дисциплина первоначально приобрела большое значение при изучении районов, в которых невозможно было выполнить объем буровых работ, достаточный для целей исследования (континентальные склоны и др.) [1, 2]. Позднее появились работы, показывающие плодотворность идей и методов сейсмостратиграфии при поиске месторождений нефти и газа на территории платформ [2, 3].
Главное отличие сейсмостратиграфических построений от традиционной стратиграфической разбивки по обычным (скважинным) данным заключается в том, что сейсморазведочные профили позволяют непрерывно прослеживать коррелируемые границы по всей площади, покрытой сейсморазведкой.
Сейсмостратиграфия и связанная с ней секвенс-стратиграфия основаны на следующих положениях. В толще осадков во время их накопления образуются физические поверхности двух типов: поверхности напластования и поверхности несогласия. И те, и другие вызывают отражение сейсмических волн, если разделяемые ими породы достаточно сильно отличаются друг от друга по скорости или плотности. Поскольку при ненарушенном залегании все горные породы, располагающиеся выше отражающей поверхности, имеют более молодой возраст, чем залегающие ниже ее, то получаемый сейсмический разрез наряду с литологической содержит и хроностратиграфическую информацию [1, 2]. Широко известно, что наиболее четкие отражения, прослеживаемые на сейсмических временных разрезах, связаны с крупными перерывами. Аналогично, другие менее протяженные отражения также чаще всего связаны с «событиями» в истории седиментации. Эти «события» могут представлять собой как резкие увеличения скорости осадконакопления (например – формирование турбидитов), так и уменьшения скорости осадконакопления, вплоть до прекращения седиментации – фактически перерывы в седиментации. Таким образом, сейсмический временной разрез начинает обретать глубокий геологический смысл и становится объектом секвенс-стратиграфии [2].
Основной единицей секвентной стратиграфии является седиментационный комплекс (секвенс), который представляет собой трехмерное геологическое тело. Он ограничивается несогласными или соответствующими согласными поверхностями, связанными с относительными изменениями уровня моря. Анализ внутренней геометрии секвенса позволяет реконструировать историю седиментации. Особое значение имеет реконструкция колебаний уровня моря, что позволяет прогнозировать литологию отложений (песчаники с большей вероятностью формируются в прибрежной зоне, то есть при низком положении уровня моря). Неструктурные ловушки, формирующиеся при трансгрессии и регрессии моря (прибрежные песчаники перекрываются глинистыми отложениями при повышении уровня моря), представляют наибольший интерес для секвенс-стратиграфии, а обнаружение подобных ловушек на сейсмических разрезах – ее основная задача.
В данной работе мы построили модель секвенса, содержащего нефтяную залежь, и попытались провести интерпретацию данного секвенса с точки зрения палеогеографических реконструкций. Это позволило провести предварительный прогноз неструктурных залежей нефти на одной из площадей.
Входные данные
Исходными данными являлись инлайны и кросслайны, полученные по методике трехмерных наблюдений МОГТ с использованием телеметрической системы INTUP/OUTPUT и виброустановок СВ-10/180 на одном из нефтяных месторождений Республики Татарстан (рис. 1).
Рис. 1. Схема 3D наблюдений на площади исследований. Сетка наблюдений 25х25м. На рисунках отображен каждый 20-й профиль. Для обработки была выбрана серия инлайнов в диапазоне профилей от 560 до 620.
На исследуемой территории интервал временного разреза между отражающими границами «Д» и «А» характеризуется довольно дифференцированной записью (рис. 2а), одной из особенностей которой (в южной части площади) является расщепление оси синфазности отрицательных экстремумов и образование линзовидной формы. Значение этого факта состоит в том, что подобная запись, в основном, характерна для участков с установленной нефтеносностью песчаников пашийского возраста. Одну из таких записей мы видим на инлайне 590 (рис. 2б).
Вблизи инлайна 590 расположены скважины 40021 и 40024, которые доказывают нефтенасыщенность выбранного секвенса (рис. 2б). Рассматривая инлайны, расположенные южнее и севернее инлайна № 590, можно проследить интересующий нас секвенс полностью.
Рис. 2. Временные разрезы: а) стратиграфическая привязка отражающих границ проведена по ближайшим скважинам; б) фрагмент разреза с изображением секвенса. На волновой картине границы секвенса совпадают с положением осей синфазности.
Методика построения модели секвенса
Интересующий нас секвенс был прослежен на инлайнах с 573 по 605. Для представления секвенса в виде трехмерного тела и определения его геометрических характеристик использовались инструменты настольных продуктов ArcGIS desktop и программа-векторизатор. Обработка сейсмических данных проводилась в 3 этапа: 1) оцифровка инлайнов; 2) выделение секвенса; 3) построение пространственно-временной модели секвенса.
Оцифровка инлайнов выполнена в программных пакетах EASY TRACE (Easy Trace Group, Россия) и ArcGIS 9 (ESRI, США): растровые изображения временных разрезов переводились в векторные данные путем оцифровки растров по осям синфазности (рис. 3а). Далее каждый секвенс получал номер. Соответственно, все срезы секвенсов, относящиеся к одному и тому же геологическому телу, имели один и тот же номер (рис. 3б). Далее построение 3D-модели проходило по отработанной технологии, основанной на наборе инструментов ArcGIS.
Рис. 3. Векторизация сейсмограмм: а) оцифровка растров по осям синфазности; б) нумерация секвенсов. Секвенсы, залегающие выше отражающей границы «Д», в данной работе не рассматривались.
В целях автоматизации процесса построения трехмерных моделей секвенсов в ArcToolbox (базовое приложение ArcGIS desktop) был создан набор инструментов «Сейсмостратиграфия» (авторы – преподаватели кафедры геофизики Чернова И.Ю. и Косарев В.Е., inna.chernova@ksu.ru). Некоторые инструменты были взяты из набора стандартных инструментов ArcToolbox и расширены до пакетной обработки, часть инструментов была написаны в среде Delphi и адаптирована к инструментальным средствам ArcToolbox (рис. 4).
По окончании процесса обработки сейсмограмм каждое геологическое тело (секвенс) представляется в виде мультипатча, основанного на TIN-поверхностях (рис. 5).
Интересующий нас секвенс (содержащий залежь нефти) ориентирован с запада на восток и имеет вытянутую форму: его ширина составляет 800 метров, длина около 2 километров (рис. 6).
Рис. 4. Набор инструментов ArcToolbox «Сейсмостратиграфия».
Рис. 5. Просмотр секвенсов (мультипатчей) в окне приложения ArcScene модуля 3D Analyst.
Рис. 6. Мультипатч-модель секвенса, содержащего залежь нефти. Предполагается, что узкая часть секвенса – дельта палеореки, впадавшей в палеоморе.
Интерпретация
Каждая ось синфазности на разрезе соответствует хроностратиграфической границе, фиксирующей какое-либо геологическое событие. Это может быть перерыв в осадконакоплении и поднятие суши, или, наоборот, повышение уровня моря и начало процесса осадконакопления. На инлайнах и кросслайнах четко прослеживается граница в районе 750мс (рис. 7).
Рис. 7. Отображение секвенса на инлайне и кросслайне, демонстрирующее сложную структуру секвенса и характер колебания уровня моря.
Эта граница соответствует началу осадконакопления. Над ней, в районе 730мс, есть вторая граница, соответствующая прекращению осадконакопления. Между этими границами располагается секвенс Р (рис. 7). Его внутренняя структура достаточно сложная, имеются многочисленные локальные разрывы. Эти разрывы могут указывать на то, что здесь когда-то текли рек, образовывались озера, карсты, ямы. Среди этих локальных размывов находятся зоны коллекторов, участками перекрытые глинистой покрышкой. По кросслайну более точно видно, как происходило изменение уровня моря. Это видно по дальнейшему отложению осадков: секвенс Р показывает, как море постепенно уходило на север, образуя его. По форме исследуемого секвенса (рис. 6) можно сказать, что его сужение могло быть дельтой палеореки, впадающей в палеоморе.
Заключение
Использование инструментов ГИС позволяет создавать объемные модели секвенсов, что существенно упрощает их геологическую интерпретацию. Секвенс-стратиграфия является перспективным методом обнаружения неструктурных залежей в разрезах осадочных толщ. Представляется перспективным использовать данный метод для изучения разрезов терригенных отложений девона в пределах Республики Татарстан, в том числе на хорошо исследованных и разбуренных территориях для обнаружения небольших залежей нефти.
Литература
1. Сейсмическая стратиграфия. Использование при поисках и разведке нефти и газа, часть 1 — Москва: Мир, 1982, 376с.
2. Сейсмическая стратиграфия. Использование при поисках и разведке нефти и газа, часть 2 — Москва: Мир, 1982, 381-848с.
3. Шлезингер А.Е. Региональная Сейсмостратиграфия. Москва:Научный мир, 1998,144 с.
