смотреть pdf - ПетроТрейс Глобал

Геофизика
6.2015
УДК 550.834; 55(571.12)
СЕЙСМИЧЕСКИЕ ОБРАЗЫ СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ НЕОКОМА
НА ОДНОМ ИЗ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
А.А. Сподобаев, Е.К. Королев
Аннотация. Современные технологии сейсмических исследований позволяют получать изображения среды высокой детальности, выводящей изучение сложно построенных резервуаров на новый уровень. Описанные в литературе седиментационные объекты, выделенные на основе изучения фактического материала современных обстановок осадконакопления
(турбидиты, оползни и т.д.), идентифицируются при изучении глубоких горизонтов методом сейсморазведки 3Д. В настоящей статье показаны возможности реконструкции процессов формирования ачимовской толщи, одного из месторождений
севера Западной Сибири, на основе анализа сейсмических образов.
Ключевые слова. Западная Сибирь, сейсморазведка 3Д МОГТ, ачимовская толща, турбидит, лавинная седиментация.
Abstract. Modern technologies allow seismic surveys to obtain images of high detail environment deducing study hard tanks built
to a new level. Described in the literature sedimentation objects allocated on the basis of studying the actual material of modern
depositional environments (turbidites, landslides, etc.) identified in the study of deep horizons by 3D seismic. In this paper we
show the possibility of reconstruction processes Achimov formation, one of the fields in the north of Western Siberia, on the basis
of the analysis of seismic images.
Key words. West Siberia, 3D seismic data, Achimov formation, turbidit, Avalanche sedimentation.
ВВЕДЕНИЕ. Задача повышения ресурсной базы
нефтегазовых компаний в северной части Западной
Сибири в пределах месторождений с развитой инфраструктурой требует изучения еще не освоенных
геологический формаций, к каковым можно смело отнести неокомский клиноформный комплекс.
Огромный УВ-потенциал таит в себе ачимовская
толща, что доказывают многочисленные примеры
успешного разведочного бурения [4]. При этом также очевидна необходимость привлечения сейсмических данных для изучения сложно построенных
резервуаров данных отложений. Сформированные
в условиях лавинной седиментации, ачимовские
песчаники имеют трудно прогнозируемое распределение как по вертикали, так и по латерали. Наличие
качественных сейсмических данных, появление которых стало возможно в последнее время, позволяет
восстанавливать процессы осадконакопления, а значит, прогнозировать фациальный состав волнообразующих поверхностей.
Обработка сейсмических данных
Представленные в настоящей статье материалы
были получены на одном из месторождений ЯНАО
в течение ряда полевых сезонов по методике ОГТ 3Д
общей площадью несколько тысяч квадратных километров. Основными факторами, осложняющими
получение качественного куба, являлись непростые
сейсмогеологические условия и необходимость состыковки материалов разных сезонов.
Наличие многолетней мерзлоты значительной
мощности и мозаичного строения по площади является одним из главных факторов, определяющих
сложность сейсмогеологических условий севера Западной Сибири и одной из главных, если не
основной, причин низкого качества сейсмических
14
материалов. Чередование мерзлых терригенных пород с зонами «растеплений», при котором контраст
(отношение) скоростей продольных волн на границах достигает 2–3, вызывает резкое изменение не
только волновой картины, но и частотного состава
регистрируемых волн. С зоной многолетнемерзлых
пород (ЗММП) неразрывно связаны явления дифракции, поглощения и рассеивания энергии отражений, а также сложность и нестабильность поля
помех. Существенно, что зачастую растеплениям
ЗММП на поверхности сопутствуют озера и болота,
приводящие к невозможности получения данных на
этих участках с оптимальной кратностью, что еще
более осложняет проблему получения качественной
сейсмической информации в данных условиях.
В соответствии с вышесказанным ключевыми
элементами обработки, определяющими качество
результативных данных в таких условиях, являются процедуры, позволяющие эффективно устранить
влияние неоднородной ЗММП. Для этого требуется
решить несколько проблем, связанных с резким изменением отношения сигнал/помеха и частотного
состава сигнала по площади съемки. Наиболее трудной задачей, которую необходимо решить, является
проблема определения и коррекции высокоамплитудных временных сдвигов отражений, вызванных
близповерхностными скоростными неоднородностями. Сложность решения всех этих проблем еще
более возрастает при обработке разнородных сейсмических данных, полученных в разные полевые
сезоны.
В результате тестирования, проведенного на
большом объеме разнородных данных, достаточно
эффективным оказался граф, основными процедурами которого являются: сигнал-ориентированное
подавление помех (LIFT1 [7]), поверхностно-
6.2015
согласованная регулировка амплитуд, поверхностно-согласованная предсказывающая деконволюция,
расчет статических и кинематических поправок
и удаление следов геометрии (футпринтов).
Следует отметить, что в процессе обработки выяснилось, что контроль за корректностью стыковки
данных различных сезонов удобно выполнять путем анализа горизонтальных сечений результативных кубов – они обеспечивают эффективный анализ
качества увязки всех основных параметров составляющих съемок: амплитуд, частотного состава отражений, статических и постоянных сдвигов.
Критерием кондиционного волнового поля,
полученного в поле и на этапе обработки, помимо общепринятых характеристик (соотношение
сигнал–помеха, частотный состав, визуальная прослеживаемость целевых отражений на вертикальных сечениях) авторы предлагают считать также
наличие протяженных канальных фаций в аптском,
неокомском и среднеюрском интервалах разреза
в горизонтальных сечениях (для условий севера Западной Сибири [6]).
Примеры седиментационных объектов
Еще в конце 80-х Х. Рединг указывал на значительные успехи в картировании трехмерных тел
и их взаимоотношении по данным сейсморазведки
3Д [5]. Однако с тех пор возможности сейсморазведки по выделению и картированию фациальных
единиц и определению их генезиса достигли еще
большей детальности. В особенности это относится к неокомским отложениям, отличающимся
разнообразием обстановок осадконакопления, которые можно идентифицировать при проведении
седиментационного анализа – важнейшего инструмента интерпретатора. При этом корреляция
сейсмических отражений должна выполняться
с отождествлением отдельных субпараллельных
шельфовых и синхронных с ними ачимовских клиноформ – единых сейсмокомплексов, включающих
в себя ундаформу, клиноформу и фондоформу [3].
Геофизика
В случае надлежащего качества сейсмических данных и корректного прослеживания отраженных
волн исследователю на одной площади может открыться широкий спектр седиментационных объектов, описанный в литературе – различного рода
конусы выноса и всевозможные оползни. Поскольку ачимовская толща залегает на больших глубинах,
поэтому в большинстве случаев вскрыта единичными скважинами. В таких условиях только опора
на сейсмические данные поможет в создании кондиционной геологической модели. Приведенные
ниже примеры относятся к съемке 3Д, в пределах
которой фонд глубокого бурения весьма скромен,
поэтому сделанные выводы о фациальном составе
и распределении песчаного материала во многом
основаны на теоретических предпосылках.
Главным поисковым объектом ачимовской толщи
являются глубоководные конусы выноса – турбидиты, поскольку именно в них содержится зерновой
материал, выступающий коллектором. Согласно общепринятой классификации принято выделять три
типа турбидитов: радиальные, вытянутые и дельтовые [1].
На рис. 1 представлен фрагмент седиментационного среза куба амплитуд в интервале сейсмокомплекса НАч162 , на котором фиксируется большое
количество каналов преобладающего субширотного простирания различной протяженности. Практически все эти каналы начинают прослеживаться
с бровки палеошельфа (полоса пониженных амплитуд субмеридионального простирания). В южной части представленного среза выделяется объект, попадающий под описание радиального конуса выноса –
широкий и глубокий единичный питающий каньон,
разрастающийся в несколько русловых потоков и образующий дистальную часть веерообразной формы.
Скопление зернистого материала здесь приурочено
к руслам и лопастевидным выносам. Намывные валы
и межрусловые области представлены тонкозернистыми осадками, постепенно глинизирующимися
в нижней части фена и стремительно в верхней
Рис. 1.
Радиальный
конус выноса
15
Геофизика
6.2015
Рис. 2.
Признаки вытянутого конуса выноса в сейсмическом поле
и средней частях. Данное тело на исследованной площади имеет локальное развитие и самостоятельным
объектом для опоискования бурением не является
ввиду относительно небольших размеров.
Протяженные канальные сейсмофации, отмечаемые на седиментационных срезах сейсмокомплекса
НАч142 , образуют вытянутые конуса выноса, для
которых характерно наличие немногочисленных
ярко выраженных спрямленных русел на дне бассейна, переходящих в глубокие каньоны на континентальном склоне с развитым верховьем (рис. 2).
Хорошо выделяемая по палеоморфологическим
данным бровка палеошельфа испещрена многочисленными глубокими каньонами на юге представленного участка съемки. По мере продвижения в северном направлении вместе с увеличением
крутизны склона ширина и глубина эрозионных
врезов резко снижается. То есть можно предположить, что в северной части площади преобладали
обвальные процессы седиментации с незначительным вкладом временных каналов мутьевых потоков. В таких условиях ожидать промышленного
скопления коллекторов не приходится, за исклю-
чением небольшой долины у подножья склона
с двумя меандрирующими руслами. В отличие от
меандрирующих русел на дневной поверхности
в подводных условиях отсутствует подмыв и русло
мигрирует целиком, то есть песчаники можно ожидать в пределах всей долины. Согласно опубликованным данным [5] фены вытянутого типа представлены преимущественно илистыми осадками
с дефицитом песка. Основной разведочный потенциал данного комплекса заключен в ундаформе,
где выделяется аномалия по типу «яркого пятна»,
связанная песчаниками баров открытого моря.
Еще одна разновидность турбидитов, фиксируемая в волновом поле ачимовской толщи, представлена дельтовым типом, широко представленным
в пределах съемки работ на различных стратиграфических уровнях (рис. 3). Дельтовые конусы выноса являются субаквальной частью дельт речных
систем. Отличительной чертой данных фенов является грушевидная форма конуса, образованная
системой ветвящихся русел, расходящихся вниз по
склону. Именно с данными турбидитами связаны
основные песчаные резервуары площади. По литературным источникам, эти конусы выноса обладают
повышенными коллекторскими свойствами в рубежах русел и в верхних частях [5].
Также интересная аномалия в виде широкой полосы с резкими уступами, ориентированной вдоль
бровки, прослеживается на седиментационных срезах сейсмокомплекса НАч162 в склоновой части, обозначенная на рис. 3 как сползший блок. Поскольку
конфигурацию данного объекта трудно отнести
к русловому типу, представляется, что таким образом в волновом поле отобразился большой отколовшийся от уступа шельфа блок, остановившийся
у самого подножья, имеющий внутреннее малоизмененное консолидированное строение. Разведочных интересов не представляет.
Таким образом, в пределах одной разведочной
площади авторами были найдены и идентифицированы три типа турбидитных потоков, картирование
которых позволяет существенно повысить достовер-
Рис. 3.
Примеры дельтовых
конусов выноса
16
6.2015
ность моделирования геометрических и эксплуатационных (инженерных) характеристик резервуара.
Помимо сейсмических образов турбидитов на
исследованной территории были найдены другие седиментационные объекты, напрямую, может быть,
и не связанные со скоплением коллекторов, однако
помогающие восстановить историю осадконакопления отдельных комплексов. К таковым можно отнести оползни в различных их проявлениях.
На всей площади по различным комплексам на
седиментационных срезах выделяется ряд полосовидных зон субпараллельных протяженных (десятки километров) линиаментов небольшой ширины
(до сотен метров), ориентированных вдоль склона
(рис. 4). Вероятнее всего, данные аномальные зоны
образованы стенками отрыва оползня (крипом) нижнего пляжа, возникающего в результате напряжения
при медленных деформациях оползающих масс, которые слабо подвержены пертурбации и сохраняют
первородную текстуру и структуру. Поскольку изначально в пределах нижнего пляжа изучаемой площади наличие зернового материала было незначительным, зафиксированные области развития крипа
выступают в роли неколлектора.
Другой тип оползневых процессов представлен
на рис. 5. У авторов нет однозначного понимания
интерпретации аномалии волнообразных элементов субмеридионального простирания на востоке
площади. Возможно, таким образом отобразились
языки последовательно наложенных иловых потоков. Не исключен вариант наличия илового диапиризма, образование которого вызвано поверхностной неустойчивостью континентального склона.
В результате увеличения его крутизны (тектонические движения) под воздействием нагрузки происходит отток в глубь бассейна вышележащих осадков, которые сминают пластичные илы. Дополнительную нестабильность уже захороненным иловым
отложениям может придать наличие АВПД, которое
возникает в силу неполного удаления воды при изначальной высокой пористости в результате уплотнения. Еще один вариант интерпретации данного
объекта может быть представлен как погребенные
следы продвигавшихся вверх по склону фронтальных частей оползневых уступов. В любом случае
зоны развития подобных аномалий указывают на
отсутствие песчаников. Косвенно это предположение подтверждает скважина, вскрывшая дистальную часть аномальной зоны. Подошвенная часть
комплекса НАч19 заглинизирована и лишь в кровле
выделен песчаный пропласток.
В пределах этого же сейсмокомплекса НАч19 выделен еще один седиментационный объект, связанный с илистыми осадками, – это иловый турбидит
субширотного простирания на южном фрагменте
представленного среза (рис. 6). Прогноз вещественного состава данного тела сделан на основе скважинных данных – полное отсутствие коллекторов
в ближайших скважинах; кроме того, в сейсмическом поле выявленной аномалии не соответствует
разрастание временных толщин сейсмокомплекса,
а это один из главных поисковых признаков песчаных резервуаров в ачимовской толще.
Геофизика
Рис. 4.
Отображение крипа в сейсмических данных
Рис. 5.
Отображение оползней в сейсмическом поле
17
Геофизика
6.2015
Рис. 6.
Иловый турбидит
Эвстатические колебания уровня моря – один из
основных факторов, влияющих на процессы седиментации. Сейсмические данные успешно позволяют отслеживать уровни низкого и высокого стояния, по крайней мере, в неокомской части ЗападноСибирского бассейна. Критерием высокого стояния
считается наличие аградирующих клиноформ, низкого стояния – проградация [2]. Дополнительным
критерием низкого стояния является наличие следов
субаквальной эрозии на палеошельфе. Именно такие следы в виде авандельтовых потоков и следов
оползней можно наблюдать на седиментационных
срезах сейсмокомплекса НАч152 (рис. 7). Помимо привычного обилия канальных фаций к западу от бровки шельфа наблюдаются концентрические полосовидные аномалии, связанные с цирками оползней.
На сейсмических разрезах данным аномалиям отвечает слабая шероховатость осей синфазности. Поскольку шельфовая часть комплекса на площади работ
скважинами не вскрыта, прогнозировать вещественный состав шельфовой части комплекса не представляется возможным. Можно лишь предположить, что
фациальный состав пород, затронутых оползневыми
процессами, будет отличаться от вмещающих ввиду
различия в волновых сопротивлениях (срезам соответствуют амплитуды с разным знаком).
Заключительный пример седиментационных
объектов, выделяемых по данным сейсморазведки
3Д, относится к предфазе отражающего горизонта Б,
относящейся к низам ачимовской толщи (20–40 мс
над ОГ Б), где выделяется ряд линеаментов северозападного простирания (рис. 8). В самой ачимовской толще наблюдается привычное множество
канальных фаций, направление которых в своем
большинстве соответствует северо-западному
(срез Б –80 мс). На уровне баженовской свиты
в сейсмическом поле отмечается спокойное поле
фоновых значений амплитуд. Авторы полагают,
что фиксируемые линеаменты в подошве клиноформного комплекса являются линейными знаками
течений мутьевых потоков, которые за время своего существования выработали глубокие каналы, заполнившиеся впоследствии тонкодисперсным материалом. Выделение данных линейных аномалий
практического значения, скорее всего, не имеет.
Ввиду узости заявленной темы авторы ограничились лишь приведением сейсмического материала, исключив демонстрацию скважинных данных,
поскольку целью настоящей статьи было показать
принципиальную возможность выделения по данным сейсморазведки 3Д седиментационных тел
высокой степени разрешения. Продемонстрированные здесь примеры, за исключением последне-
Рис. 7.
Следы субаквальной эрозии в сейсмических данных
18
6.2015
Геофизика
Рис. 8.
Линейные знаки течений
в подошве ачимовской
толщи
го, имеют прикладное значение и были применены
в разработке геологической модели месторождения.
Разумеется, седиментационный анализ не является
самодостаточным и должен использоваться в тесном взаимодействии с проведением динамического
и палеогеоморфологического анализов, с привлечением широкого спектра современных методов амплитудных преобразований, в том числе различного
рода инверсий, изучением AVO/AVA-эффектов и так
далее.
ВЫВОДЫ. Качественная обработка и корректная
интерпретация сейсмических данных 3Д позволяет
существенно повысить достоверность разрабатываемых моделей. Выделение седиментационных объектов и их адекватное истолкование позволяют восстанавливать историю осадконакопления, а следовательно, прогнозировать зоны развития коллекторов
и их замещения даже при небольшой освещенности
бурением, что было показано на примере одной разведочной площади.
ЛИТЕРАТУРА
1. Барабошкин Е.Ю. Практическая седиментология. Терригенные резервуары. Пособие по работе с керном. Тверь:
ГЕРС, 2011. 152 с.
2. Габдулин Р.Р., Копаевич Л.Ф., Иванов А.В. Секвентная
стратиграфия: учеб. пособие. Москва: МАКС пресс, 2008.
113 с.
3. Горбунов С.А. Сейсмопалеогеоморфологический метод в изучении ачимовского нефтегазоносного комплекса севера Западной Сибири // Естественные и технические науки.
Февраль 2012. С. 28–37.
4. Нежданов А.А., Горбунов С.А. и др. Концепция
поисково-разведочных работ в Западной Сибири // Газовая
промышленность. Апрель 2006. С. 26–28.
5. Рединг Х. Обстановки осадконакопления и фации: в
2-х т. М.: Мир, 1990.
6. Сподобаев А.А. Критерии корреляции отраженных волн
в клиноформной толще // Геофизика. 2013. №6. С. 12–18.
7. Jason Choo, Jon Downton and Jan Dewar. LIFT: a new
practical approach to noise and multiple attenuation. First Break,
vol. 22, May 2004.
РЕЦЕНЗЕНТ – доктор технических наук С.Н. Птецов
ОБ АВТОРАХ
СПОДОБАЕВ
Александр Анатольевич
В 1997 г. окончил Московскую государственную геологоразведочную академию (МГРИ). Заместитель начальника отдела ООО
«Газпром геологоразведка». Область научных интересов – комплексная интерпретация сейсморазведочных данных. Автор двух
публикаций.
КОРОЛЕВ
Евгений Константинович
Окончил Московский государственный университет имени
М.В. Ломоносова в 1972 г. Главный геофизик отдела разработки технологий обработки ООО
«ПетроТрейс Глобал». Область
научных интересов – обработка
материалов в сложных поверхностных условиях, в частности, в районах распространения неоднородной мерзлоты и трапповых
интрузий. Автор 19 публикаций.
19