Применение фазоэнергетического анализа сейсмических волн для прогноза геологического разреза

Abstract

Актуальность. Одними из основных задач при прогнозировании геологического разреза являются задачи определения типа разреза и картирование типов по изучаемой площади, а также оценки поглощающих и дисперсионных свойств геологических сред. Для решения данных задач в настоящее время широко применяются специализированные программно-алгоритмические комплексы обработки и интерпретации сейсмических материалов. В большинстве современных комплексов для прогноза геологического разреза используется информация, извлекаемая из кинематических и динамических характеристик сейсмических волн. На основе полученной информации и данных о геофизическом исследовании скважин формируются представления о вещественном составе осадков, наличии продуктивных толщ на исследуемой площади. Такой подход позволил в ряде регионов России, в том числе в Западной Сибири, получить интересные и важные результаты, связанные с обнаружением продуктивных осадочных толщ и оценкой их нефтегазоносности, что было подтверждено практикой. В тоже время результаты практической деятельности показали, что при проведении исследований многих площадей присутствуют области, где процент выделения ложных аномалий геологических сред и принятия ошибочных решений при прогнозе еще достаточно велик. Это связано в том числе с тем, что при анализе регистрируемого сейсмического поля для прогноза геологического разреза используются в основном энергетические характеристики отраженных волн, а изменения фазовых спектров практически не учитываются. Таким образом, комплексное использование характеристик отраженных сейсмических волн (амплитудных и фазовых) при прогнозе геологического разреза является весьма актуальной задачей. Цель: на основе метода фазочастотной деконволюции провести фазоэнергетический анализ для различных моделей сейсмических полей для прогноза геологического разреза. Методы: вычислительный эксперимент, обратная фильтрация, дискретное преобразование Фурье. Результаты. Разработан алгоритм фазоэнергетического анализа сейсмических волн, в основу которого положены результаты фазочастотной деконволюции. Проведены исследования алгоритма на различных моделях геологических сред, построены фазоэнергетические разрезы, позволяющие выделять зоны с аномально низкими значениями энергии для последующей диагностики нефтегазоносности. Приведен пример построения фазоэнергетического разреза по реальным данным в интервале верхнеюрских отложений.

Relevance. One of the main tasks in predicting a geological section is the task of determining the type of the section and mapping types over the area under study, as well as assessing the absorbing and dispersive properties of geological media. To solve these problems, specialized software-algorithmic complexes for processing and interpreting seismic data are currently widely used. In most modern complexes for forecasting a geological section, the information extracted from the kinematic and dynamic characteristics of seismic waves is used. Based on the information received and the data on the geophysical survey of wells, ideas are formed about the material composition of sediments, the presence of productive strata in the study area. This approach made it possible in a number of regions of Russia, including Western Siberia, to obtain interesting and important results related to the discovery of productive sedimentary strata and the assessment of their oil and gas content, which was confirmed by practice. At the same time, the results of practical activities have shown that when conducting studies of many areas, there are areas where the percentage of identifying false anomalies in geological environments and making erroneous decisions in the forecast is still quite large. This is due, among other things, to the fact that in the analysis of the recorded seismic field, for predicting geological section, the energy characteristics of the reflected waves are mainly used, and changes in the phase spectra are practically not taken into account. Thus, the integrated use of the characteristics of reflected seismic waves (amplitude and phase) in the prediction of a geological section is a very urgent task. The aim of the work is to carry out phase-energy analysis for various models of seismic fields based on the method of phase-frequency deconvolution for predicting the geological section. Methods: computational experiment, inverse filtering, discrete Fourier transform. Results. The authors developed the algorithm for phase-energy analysis of seismic waves, which is based on the results of phasefrequency deconvolution. The algorithm was studied on various models of geological environments, and phase-energy sections were constructed, which make it possible to identify zones with anomalously low energy values for subsequent oil and gas potential diagnostics. The paper introduces the example of constructing a phase-energy section based on real data in the interval of Upper Jurassic deposits.