Низкочастотное сейсмическое зондирование

Низкочастотное сейсмическое зондирование, НСЗ — метод сейсморазведки, основанный на анализе спектральных характеристик низкочастотной (1—10 Гц) энергии естественного сейсмического фона над залежами углеводородов.

Теория метода базируется на механике флюидонасыщенной трещиновато-пористой среды. Контрастные геологические границы, такие как осадочный чехол—фундамент, тектонические нарушения, а также неоднородности в виде соляных пластов, залежей углеводородов вызывают перераспределение сейсмической энергии, выражающееся в формировании явных максимумов на спектре. Образованные присутствием нефтегазонасыщенного коллектора, максимумы имеют свои отличительные признаки. Анализ распределения максимумов сейсмической энергии по площади исследований позволяет дифференцировать зоны по нефтегазоперспективности.

Предпосылками для разработки метода НСЗ стал эффект аномального низкочастотного естественного сейсмического фона над нефтегазовой залежью. Для усиления данного эффекта было предложено осуществлять вибровоздействие на залежь, что было реализовано в методике АНЧАР [1].

Предположение о том, что залежь УВ обладает аномальным отражением для низкочастотных волн, основывается на совместном влиянии нескольких факторов:

1. В сравнении с водой, нефть, заключенная в пористый коллектор, обладает пониженным волновым сопротивлением. Это объясняется тем, что сжимаемость (~1/модуль упругости) нефти в пластовых условиях в 2-8 раз выше, чем сжимаемость пластовой воды и вмещающих пород. У воды сжимаемость отличается всего на 10-20% от сжимаемости вмещающих пород. Довольно сильно на сжимаемость влияет газовый фактор, который значительно ее увеличивает.
2. Вязкость нефти на порядки больше вязкости воды и вмещающих пород. Как известно, поглощение среды пропорционально ее вязкости, что наблюдается в нефтенасыщенных интервалах. Поглощение образует дополнительное активное акустическое сопротивление, которое приводит к образованию мнимой части у коэффициента отражения. Наличие мнимой части коэффициента отражения повышает модуль коэффициента отражения.

К факторам ограничивающим возможности низкочастотного сейсмического зондирования относятся:

1. Дифракционные эффекты, определяющие размер краевого эффекта от аномального объекта;
2. Характеристики залежи (эффективная мощность, пористость, нефтенасыщенность), определяющие контрастность отражения низкочастотных волн.

Литература

• Биряльцев, Е. В. Особенности интерпретации спектральных характеристик природных микросейсм для локального прогноза нефтеносности в условиях республики Татарстан / Е.В. Биряльцев, В.А. Рыжов, Н.Я. Шабалин // Прием и обработка информации в сложных информационных системах. – Казань: Изд-во Казанск. гос. ун-та, 2005. – Вып. 22. – С. 113-120.
• Рыжов, В. А. Природа низкочастотной аномалии спектра микросейсм над нефтяными залежами / В. А. Рыжов, Е. В. Биряльцев, О. Н. Шерстюков // Материалы X Международного научного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых учёных «Проблемы геологии и освоения недр». – Томск, 2006. – C. 43-44.
• Рыжов, В. А. Оптимизационный метод фильтрации квазигармонических помех с сохранением фонового уровня шума при изучении природных микросейсм // Сейсмические приборы. – Москва: Изд-во ИЗФ РАН, 2008. – Т. 44. – № 4. – С.19-26.
• Рыжов, В. А. Параметризация спектров в технологии низкочастотного сейсмического зондирования на основе вейвлет-преобразования / В. А. Рыжов, В. Л. Кипоть, Е. В. Биряльцев // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Информатика. Телекоммуникации. Управление. – 2008. – № 5 (65). – С. 58-62.
• Биряльцев, Е. В. Некоторые характеристики аномалий низкочастотного сейсмоакустического поля над нефтегазовыми залежами в республике Татарстан / Е. В. Биряльцев, В. А. Рыжов // Геология, Геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2008. – № 4. – С.16–22.
• Бережной, Д. В. Анализ спектральных характеристик микросейсм как метод изучения структуры геологической среды / Д. В. Бережной, Е. В. Биряльцев, Т. Е. Биряльцева, В. Л. Кипоть, В. А. Рыжов, Д. Н. Тумаков, М. Г. Храмченков // НИИ математики и механики Казанского университета. 2003-2007гг. / Научн. ред. и сост. А.М. Елизаров. – Казань: Изд-во Казанск. гос. ун-та, 2008. – C.360-386.
• Кипоть, В.Л. Частотно-избирательные свойства стратифицированной геологической среды [Текст] / В.Л. Кипоть, Д.Н. Тумаков // Георесурсы. – Казань.: Изд-во Казанск. гос. ун-та, 2008. – Вып. 2. – С. 18-21.
• Ryzhov, V.A. Optimization Method for Filtering Quasi-Harmonic Disturbances while Preserving the Background Noise for Studying Natural Microseisms // Seismic Instruments, Allerton Press, Inc., Vol. 45, pp. 105–109, 2009. ISSN 0747-9239. Original Russian Text ©V.A. Ryzhov, published in Seismicheskie Pribory, 2009, No. 4, pp. 19–26.
• Шарапов, И.Р. Влияние зоны малых скоростей на спектральный состав природных микросейсм / И.Р. Шарапов, Е.В. Биряльцев, А.А. Вильданов, И.Н. Плотникова, В.А. Рыжов // Георесурсы. – Казань.: Изд-во Казанск. гос. ун-та, 2009. – Вып. 4. – С. 27-30.
• Шабалин, Н.Я. Время искать и развиваться / Н.Я. Шабалин, Е.В. Биряльцев // Георесурсы. – Казань.: Изд-во Казанск. гос. ун-та, 2009. – Вып. 4. – С. 14-18.
• Биряльцев, Е.В. Моделирование эффекта АНЧАР в методе низкочастотного сейсмического зондирования / Е.В. Биряльцев, А.А. Вильданов, Е.В. Еронина, В.А. Рыжов, Д.А. Рыжов, Н.Я. Шабалин // Технология сейсморазведки. Москва.: Изд-во Спектр, 2010. № 1. С. 31-40.
• Садовский М.А., Николаев А.В. Новые методы сейсмической разведки. Перспективы развития, Вестник АН СССР, 1982, N1.
• Кутеев Ю.М., Макаров В.К., Пелешенко А.С. Эффективность применения метода АНЧАР при поисках нефтяных залежей, Геология и эксплуатация нефтяных и газонефтяных месторождений Оренбургской области.- Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 1999. стр. 124-129.
• Арутюнов С.Л., Востров Н.Н., Дворников В.В., Сиротинский Ю.В., Дворецкий П.И., Дуболазов В.И., Карнаухов О.М. Метод АНЧАР для геомониторинга ПХГ, Газовая промышленность, 1999, N9 .
• Корчагин А.С. Механизм низкочастотных резонансов в пористой породе, Геофизика, 2000, N6
• Кузнецов О.Л., Графов Б.М., Сунцов А.Е., Арутюнов С.Л. Технология АНЧАР: о теории метода, Специальный выпуск "Технология сейсморазведки- 2", 2003, Геофизика
• Арутюнов С.Л., Кузнецов О.Л., Востров Н.Н., Дворников В.В., Карнаухов С.М., Графов Б.М., Сиротинский Ю.В., Сунцов А.Е. Технологии АНЧАР 10 лет, Технологии сейсморазведки, 2004, N2.
• Арутюнов С.Л., Сиротинский Ю.В., Сунцов А.Е., Кунаев М.С., Подколзин В.Ф., Игнатов С.М. АНЧАР- технология инфрасейсмической разведки на нефть и газ на суше и море, Нефтяное хозяйство, 2005, N6
• Singer J. M., Barzandj О. and others Spectroscopic Identification of Tremor Phenomena over Hydrocarbon Reservoirs: 64-th EAGE Conference and Exhibition, Florence.
• Ferrick M.G. and others, Sources Mechanism of Volcanic Tremor, Journal of Geophysical Res., V87, No B10 PP.8675-8683
• Bruce R. Julian, Volcanic Tremor: Nonlinear exitation by fluid flow, Journal of Geophysical Res., V99, No B6 PP. 11859-11877.
• Maurizio Ripepe, Gas bubble dynamics model for shallow Volcanic Tremor at Stromboli, Journal of Geophysical Res., V104, No B5 PP.10639-10654.

Ссылки

• Метод низкочастотного сейсмического зондирования
• АНЧАР

См. также

Сейсморазведка