FractureCSP (Common Scattering Point) – технология обработки и интерпретации стандартных сейсморазведочных данных, позволяющая выявлять зоны трещиноватости по выделенным из полного волнового поля рассеянным волнам.
Суть инновации
Технология CSP позволяет получать временные кубы дифракторов, содержащие изображение только рассеивающих элементов среды (CSP-дифракторы) и временные кубы рефлекторов без этих рассеивающих элементов (CSP-рефлекторы). Кубы CSP-дифракторов содержат уникальную информацию о трещинно-кавернозных зонах, которая при традиционной обработке сейсмических данных полностью теряется на фоне гораздо более интенсивных отражающих элементов.
Команда
Команда состоит из высококвалифицированных сотрудников, специалистов в нефтегазовой отрасли и математике с мировым именем.
Специалисты компании «Технологии обратных задач» неоднократно принимали участие в международных выставках и конференциях.
Конкурентные преимущества
- Точность прогноза трещиноватости по технологии Fracture-CSP более 80%.
- Не требуется проведение дополнительных полевых работ.
- Технологии основана на математически точном решении обратной задачи рассеяния, благодаря этому исключается влияние человеческого фактора на результат.
- 100% отечественная разработка без сторонних зависимостей.
Достигнутые результаты
- Технология реализована в виде программного пакета CSP–PSTM 2D/3D.
- На сегодняшний день обработано более 15 000 п.км. сейсморазведочных профилей 2D и 5000 кв.км. cъемки 3D на 40 месторождениях.
- Эффективность технологии доказана в резервуарах с трещинно-кавернозным типом коллектора на нефтегазоносных провинциях России и зарубежных стран.
- Клиенты — крупнейшие мировые нефтегазовые компании.
Рыночный потенциал
По оценкам геологов, в трещинных коллекторах содержится более 25% мировых запасов нефти. Рынок сейсморазведочных работ 3Д при разработки континентальных и шельфовых месторождений сегодня – это многомиллиардная индустрия (Только в США на исследования в области сейсмических работ тратится около 1 млрд $ в год).
Картирование трещинно-кавернозных коллекторов на основе метода FractureCS
1. Описание метода
Значительная часть мировых запасов и объемов добычи углеводородов сосредоточены в районах распространения продуктивных коллекторов трещинно-кавернозного типа. К регионам, где поиски, разведка и разработка нефти и газа связаны с преимущественно трещинно-кавернозным типом коллектора, относятся Ближний и Средний Восток, Северный Кавказ, Прикаспийская впадина, Сибирь.
Залежи в резервуарах с трещинно-кавернозным типом коллектора относятся к сложно построенным. Эффективность поиска традиционными методами таких залежей гораздо ниже, чем залежей с традиционными коллекторами порового типа. Причина состоит в том, что в резервуарах с трещинно-кавернозным коллектором нефть распределяется по более сложному закону, чем в резервуарах с поровым коллектором. Миграция и аккумуляция нефти в таких резервуарах контролируется зонами трещиноватости. Геометрии отражающих горизонтов (рефлекторов), являющейся основным результатом традиционной обработки сейсмических материалов МОГТ, для изучения трещинно-кавернозных коллекторов совершенно недостаточно. Зоны трещиноватости не формируют сейсмических отражений, а являются источниками рассеянных (дифрагированных) волн. Рассеянные волны на 1-2 порядка менее интенсивны по амплитуде, чем отраженные, которые при изучении трещинно-кавернозных коллекторов соответственно являются очень интенсивными волнами-помехами.
В АО «Технологии обратных задач» разработан и метод обработки и интерпретации стандартных сейсморазведочных данных, получивший название метод престековой миграции до суммирования CSP(Common Scattering Point). Метод позволяет прогнозировать резервуары с трещинно-кавернозным коллектором по выделенным из полного волнового поля рассеянным волнам. Он реализует строгое решение обратной задачи разделения полного волнового поля на отраженную и рассеянную компоненты. Математически корректное разделение волн позволяет визуализировать невидимые при стандартной обработке сейсмических данных рассеивающие элементы.
Обработка стандартных данных 3Д сейсморазведки по методу CSP реализована в виде законченного графа на специализированном вычислительном кластере производительностью 12 Терафлопс и оперативной памятью 8 терабайт.
Метод CSP обладает высокой разрешающей способностью. На рисунке 1 в верхней части изображена модель антиклинальной складки использованной для расчета синтетических сейсмических данных. Модель состоит из трех слоев. Средний слой, толщиной 50 м, содержит круговые включения диаметром 40 м. Численные расчеты показали, что амплитуды рассеянных на включениях волн меньше амплитуд отраженных волн от 50 (левое включение) до 250 (правое включение) раз. На временном разрезе, полученном по стандартной технологии престековой временной миграции (средняя часть рисунка), присутствуют только отражающие границы, а рассеивающие элементы совершенно не видны. Вместе с тем, дифракторы очень хорошо видны на разрезе, полученном по методу CSP (нижняя часть рисунка).
Метод FractureCSP позволяет решать следующие задачи:
- Прогноз зон трещиноватости, разуплотнения и дезинтеграции, в которых могут содержаться залежи УВ.
- Геометризация залежей с трещинным типом коллектора для подсчета запасов и оценки ресурсов УВ.
- Классификация разрывных нарушении на два класса — проницаемые разломы и разломы-экраны.
- Выявление разломов без вертикальных смещений, выделение которых на разрезах отраженных волн вызывает большие сомнения.
- Выявление неоднородностей геологического разреза, с которыми связаны зоны возможных осложнения при бурении скважин.
2. Примеры
В качестве примеров представлены результаты обработки и интерпретации данных 3Д сейсморазведки по методу CSP для трех месторождений Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (НГП).
Месторождение №1
Залежи нефти сосредоточены в карбонатных породах фундамента девонского возраста и приурочены к его верхней части Тип коллектора трещинно-кавернозный. Залежи массивные и cтруктурным планом не контролируются. Емкостно-фильтрационные свойства коллектора резко изменяются по площади и по разрезу. Максимальные притоки нефти получены из органогенных известняков. Прогнозируемая толщина коллектора изменяется от 0 до 100 метров.
В результате обработки сейсмического материала были подготовлены кубы рефлекторов и кубы дифракторов (рис. 2)
На кубе дифракторов красным цветом изображены продуктивные скважины, а белым сухие. Как видно, и на кубе, и на разрезе (рис. 3) продуктивные скважины расположены в пределах повышенных значений амплитуд дифракторов, создаваемых резервуарами с трещинно-кавернозным типом коллектора.
Для интервала залегания продуктивных пород палеозоя построена карта дифракторов. Зоны повышенных амплитуд дифракторов интерпретируются как резервуары с трещинно-кавернозным типом коллектора (рис. 4).
Анализ карты показывает, что продуктивные скважины расположены в пределах повышенных значений амплитуд дифракторов (в зонах распространения коллектора), а сухие скважины в зонах низких значений в зонах отсутствия коллектора.
Месторождение №2
Залежи нефти сосредоточены в карбонатных породах фундамента девонского возраста и приурочены к его верхней части. В кровле фундамента в наиболее приподнятых участках имеется кора выветривания. В коре выветривания тип коллектора трещинно-поровый. В неизмененных породах — коллектор трещинно-кавернозный. Толщина коллектора изменяется от 0 до 200 метров. Залежи структурно-литологические. В левой части рисунка 3 изображены совмещенные кубы CSP рефлекторов и дифракторов. В правой части — карта прогноза зон распространения коллекторов.
Месторождение №3
Залежи нефти сосредоточены в баженовской свите, состоящей из битуминозных глин с карбонатными и кремнистыми прослоями. Ресурсы нефти в баженовской свите (по территории Западной Сибири) оцениваются разными исследователями от 600 млн. до 30 млрд. т. В настоящее время известно более 70 месторождений с промышленными запасами нефти в баженовской свите, однако их открытия носят скорее случайный характер. На одном из таких месторождений была применена технология CSP.
Месторождение, находящееся в центральной части Западной Сибири, было открыто в 1965 году, когда из отложений баженовской свиты был получен фонтанный приток нефти дебитом более 600 м3/сут. На этом месторождении впервые была доказана продуктивность трещинно-кавернозных резервуаров баженовских отложений.
На сегодняшний день на месторождении пробурено более 200 скважин, однако результаты интерпретации отраженных волн 3D сейсмики и материалов ГИС не позволили выявить закономерности распространения коллекторов ни по площади, ни и по разрезу.
На рисунке 4 представлена карта амплитуд дифракторов для баженовского горизонта исследуемого месторождения. Повышенные значения дифракторов формируются открытыми заполненными флюидом трещинами, которые имеют пониженный акустический импеданс по отношению к вмещающим породам. Так как ни водной из скважин Западной Сибири из баженовской свиты не получено притоков пластовой воды, то все зоны высоких значений дифракторов идентифицируются как залежи нефти. Низкие значения дифракторов характеризуют зоны отсутствия трещин. Граничные значения дифракторов для баженовского резервуара, разделяющие коллектор от не коллектора, определялись по результатам испытаний скважин в пределах исследуемого участка. На рисунке 5 приведены временные разрезы дифракторов (слева) и рефлекторов (справа).
Из рисунка 4 видно, что продуктивные скважины в большинстве случаев (60%) расположены в пределах аномалий с повышенными значениями дифракторов (интерпретируемой как зоны открытой трещиноватости), однако единичные скважины расположены за их пределами. Для дальнейшей интерпретации использовалась разломно-блоковая модель залежи, которая строилась по результатам совместной интерпретации как куба дифракторов, так и куба рефлекторов.
В пределах месторождения разломы рассекают не только отложения баженовской свиты, но перекрывающие и подстилающие породы-экраны. В случае разрушения верхнего экрана нефть мигрирует в песчаники нижнего мела. Если разрушен нижний экран и залежь нефти имеет АВПД (что характерно для баженовской свиты), то нефть мигрирует в подстилающие песчаники средней юры. При этом повышенные рассеивающие свойства сохраняются, однако в этих случаях повышенными значениями дифракторов обладают как перекрывающие, так и подстилающие породы. Основываясь на этих соображения методом k-средних с использованием карт дифракторов по баженовской свите, по выше- и нижележащим горизонтам и карте структурного плана был выполнен кластерный анализ. Результат представлен на рисунке 6. По результатам кластерного анализа вся исследуемая территория разбита на десять классов, которые объединены в три зоны. Первая зона отнесена к землям высокоперспективным, вторая — перспективным и третья — к малоперспективным. Процент попадания продуктивных скважин в перспективные области на этой карте составил 80%, значительно увеличив достоверность прогноза. На основе полученных карт, выявлены перспективные участки для бурения новых скважин (рис.6).
3. Резюме
Картирование трещинно-кавернозных коллекторов на основе метода CSP кардинально меняет подходы к оценке запасов и ресурсов, как на уже разрабатываемых площадях, так и на вновь разведуемых.
Метод CSP прошел проверку на синтетических и полевых материалах и показал высокую эффективность выявления трещинных и трещинно-кавернозных коллекторов в карбонатных, глинистых и магматических породах.
По технологии обработано более 15 тысяч погонных километров сейсмических профилей 2Д и порядка 6000 кв. км площадной съемки 3Д на 50 месторождениях.
География выполненных работ:
- Западно-Сибирская НГП
- Восточно-Сибирская НГП
- Волго-Уральская НГП
- Тимано-Печорская НГП
- Прикаспийская НГП
- Акватория Баренцева моря
- Польша
- Казахстан
- Китай
- Канада