Ответы на госэкзамен. госы. Статистические и кинематические поправки. Статические поправки
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
Статистические и кинематические поправки. Статические поправки Статические поправки вводятся в трассы для исключения влияния рельефа местности, приповерхностных неоднородностей и приведения пунктов возбуждения и приёма колебаний к единому уровню, называемому уровнем приведения обработки. Время регистрации каждого отражения на сейсмограмме ОГТ с пунктом взрыва i и пунктом приема j может быть представлено выражением  где T0 — двойное время хода луча от линии приведения до границы; τк — кинематическая поправка; ∆в, ∆п — статические поправки в пунктах соответственно взрыва и приема. δ∆ - погрешность ввода статических поправок (т. н. остаточная статика). Величина статических поправок едина для всей трассы, отсюда название. Фактически статические поправки представляют собой разность действительного времени регистрации и предполагаемого времени при условии, что ПВ и ПП находятся на линии приведения. Рассмотрим модель – рис. 1. Пусть в некоторой точке профиля, где расположен ПП, превышение рельефа над линией приведения равно hрп, а в точке профиля, где расположен ПВ, - hрв. Тогда поправки за ПП и ПВ соответственно будут равны:  , где vср.п. и vср.в. - средние скорости упругих волн до линии приведения в точках ПП и ПВ.Осложняющим фактором при вычислении статических поправок является наличие в верхней части разреза (ВЧР) так называемой зоны малых скоростей (ЗМС) – переменной по мощности зоны, в которой породы разуплотнены и характеризуются анизотропией физических свойств, что делает невозможным установление параметров данной части разреза.  Как правило, известно только значение средней скорости волн в породах, расположенных под ЗМС. Обозначим эту скорость vп. Тогда статическая поправка будет состоять из двух частей: поправки за ЗМС и поправки за участок ВЧР под ЗМС до линии приведения.  где vз – скорость в ЗМС; hзв , hзп – мощности ЗМС; hпв , hпп – мощности участка от подошвы ЗМС до линии приведения (индекс П соответствует параметру, измеренному в точке ПП, индекс В – параметру в точке ПВ). При взрывном возбуждении колебаний скважины бурятся под подошву ЗМС, в таком случае при измерении времени пробега прямой волны от точки возбуждения до установленного на поверхности земли вблизи устья скважины сейсмоприёмника удаётся установить среднюю скорость в ЗМС, тогда tв≈  . Параметр tв называется вертикальным временем, hв – глубина скважины. Следовательно,  Поправка, вводимая в трассу, складывается из поправки за ПВ и поправки за ПП. В общем случае величины hp находят по нивелировочному разрезу сейсмического профиля. Остальные параметры - h3, v3 и vп специально оцениваются, обычно по данным вспомогательных работ, проводимых специально для изучения строения ВЧР и ЗМС. Кинематические поправки Ввод кинематических поправок в сейсмограммы ОСТ осуществляют с целью приведения осей синфазности отражённых волн к линии t0 = const, где t0 — двойное время пробега волны по лучу, нормальному к границе раздела, т. е. время регистрации при совмещённом положении источника и приёмника сейсмических колебаний. Выражение, определяющее кинематическую поправку τ для данного пункта приема, расположенного на удалении х от источника, имеет вид  где t (x) — время регистрации отраженной волны в пункте приёма на удалении х. При аппроксимации исследуемого разреза однородной моделью с плоскими границами раздела расчет кинематической поправки может быть выполнен по простой формуле  . При обработке сейсмограмм на ЭВМ кинематические поправки вводят во все отсчеты сейсмических трасс, исходя из того, что любой отсчет на записи может принадлежать вступлению однократной отраженной волны. Поправки τ(t0,х) рассчитывают с точностью до шага квантования dt исходной записи. Ввод кинематических поправок в сейсмическую трассу состоит в том, что времена всех ее отсчетов уменьшаются на соответствующие величины τ(t0,х). Ввод кинематических поправок в сейсмическую запись вызывает искажение формы волновых импульсов, а именно — их растяжение во времени (рис. 2). Действительно, кинематические поправки для данной трассы постепенно уменьшаются, что соответствует выполаживанию годографов отраженных волн по мере увеличения времени их прихода. Вследствие этого поправки оказываются неодинаковыми для различных отсчетов одного и того же сейсмического импульса. Время вступления волны в момент t уменьшается поправкой на наибольшую величину τ(t), а во время последнего отсчета, принадлежащего этой волне, вводится наименьшая поправка τ(t+T), где T — длительность колебания. Происходящее при этом растяжение сейсмического импульса характеризуется коэффициентом   Коэффициент растяжения зависит от быстроты изменения кинематической поправки во времени. Он возрастает с увеличением х и уменьшением t. Для одной и той же отраженной волны, наблюдаемой на различных удалениях от источника, искажения формы, вызванные растяжением импульсов, оказываются неодинаковыми. Это снижает эффект суммирования полезных волн, на котором основан метод ОCТ и некоторые другие способы обработки данных многократного сейсмического профилирования. Поэтому из обработки исключают начальные участки сейсмических трасс, где деформация колебаний, вызываемая введением кинематических поправок, превышает допустимые пределы. Примечания: Из-за неоднородности ВЧР времена пробега волн искажаются - для чего и вводят поправки. Статические поправки для каждого канала обычно вводят в два приема. На первом этапе определяют и вводят так называемые расчетные (предварительные) статические поправки. В последующем проводят коррекцию (уточнение) статических поправок и затем ввод окончательных статических поправок. Из времени пробега волны вычитаются времена пробега волны отточки приема до поверхности линии привидения. ∆tпв=∆Н/Vкор, ∆tпп=∑Нк/∑Нк/Vk. Детальное изучение ВЧР проводится с помощью МПВ. Скорость определяется отношением V=h2-h1/t2-t1. Коррекция статики ведется на основе взаимной корреляции модельной и реальной трассы. Кинематика-поправка за нормальное приращение времени по годографу отраженной волны. Время регистрации приводится ко времени пробега по пути нормальному к отражающей границы от отражающей точки (спрямляет годограф ОГТ). Коррекция-уточнение скоростной зависимости Vэф(t0). Vост=v/cosφ, называется скоростью ОСТ. При ее увеличении (или угла наклона границы) кривизна гиперболы уменьшается, а при уменьшении – увеличивается. Статические поправки устраняют зоны малых скоростей. Величина статической поправки не зависит от времени регистрации волны, и она постоянна для всей сейсмической трассы. Статическими поправками времена регистрируемых волн приводят к горизонтальной поверхности, которую обычно располагают ниже поверхности земли. Введение статических поправок позволяет избавится от локальных искажений гиперболических осей синфазности. Сущность кинематической поправки состоит в том, чтобы трансформировать гиперболу в горизонтальную линию. Такая трансформация соответствует введению во времена пробега волн кинематических поправок , равных временам пробега.Кинематическая поправка увеличивается при увеличении l и уменьшается с увеличением Vост. Учитывая, что Vост=v/cosφ, получается, что чем больше угол наклона границы, тем меньше должна быть кинематическая поправка. После ввода кинематических поправок оси синфазности для кратных волн: недоспремляются,для однократно отраженных волн: распрямляются (в идеале прямая линия). После ввода поправок трассы каждой из последовательно расположенных по профилю сейсмограмм ОСТ суммируются. А(t)=1/N∑ai(t). Набор суммарных трасс, относящийся к последовательным ОСТ на профиле и будет представлять временной разрез ОСТ. Сейсморазведка – это геофизический метод исследования строения геологической среды Земли, поисков и разведки нефти и газа, а таже других полезных ископаемых, основанный на изучении распространения упругих волн, возбужденных искусственно. Сейсмическая трасса — совокупность сейсмических сигналов, зарегистрированных в пункте приема в течение заданного времени после возбуждения упругой волны. Рельеф – это все неровности земной коры, вне зависимости от их расположения, размеров и состава. (МОГТ) − модификация метода отраженных волн (МОВ), основанная на системе многократных перекрытий и отличающаяся суммированием отражений от общих участков границы при различных расположениях источников и приемников. Анизотропия - это физическое явление, заключающееся в том, что физические свойства тела отличаются по различным направлениям. Это свойство материала, которое позволяет ему изменять или принимать различные свойства в разных направлениях, в отличие от изотропии. Это может быть определено как разница, измеренная вдоль разных осей, в физических или механических свойствах материала (поглощение, показатель преломления, проводимость, прочность на растяжение и т. д.). Понятие ОГТ. Под общей глубинной точкой (ОГТ) понимают точку на отражающей границе, которая является общей точкой отражения для всей совокупности трасс заданной сейсмограммы. Основная идея метода ОГТ состоит в том, что годографы полезных волн и помех (кратно-отраженных, случайных шумов) различаются по кривизне. Используя это можно ослабить волны-помехи и усилить полезные волны. Для этого в трассы сейсмограмм ОГТ вводятся кинематические поправки, соответствующие полезным однократно отраженным и дифрагированным волнам так, что бы гиперболические оси синфазности этих волн на каждой сейсмограмме выпрямились. Оси синфазности волн-помех из-за большей кривизны недораспрямляются. После этого трассы суммируются в одну суммарную трассу, относящуюся к соответствующей общей глубинной точке. В процессе суммирования импульсы полезных волн усиливаются, а импульсы волн-помех суммируются не в фазе и ослабляются. Таким образом, метод ОГТ является средством борьбы с кратными волнами-помехами. Совокупность суммотрасс называется временным разрезом ОГТ. Понятие ОСТ Под общей средней точкой понимают точку на поверхности земли, находящуюся на середине отрезка, соединяющего ПВ(пункт возбуждения) и ПП(пункт приема). Средняя точка является общей для ПВ и ПП, расположенных симметрично относительно неё на разных удалениях. Сейсмограммой ОСТ называют такую сейсмограмму, которая содержит трассы, относящиеся к фиксированной средней точке профиля. На сейсмограммах ОСТ годографы однократных, кратных отражённых и дифрагированных волн проявляются в виде гипербол, симметричных относительно общей средней точки. Различие волн на сейсмограммах ОСТ выражается только в разной кривизне их годографов. Это является замечательным свойством сейсмограмм ОСТ. Кривизны гиперболических годографов на сейсмограммах ОСТ различны. Годографы кратных волн, как правило, имеют большие кривизны, чем годографы однократно отражённых волн. Годографы дифрагированных волн имеют близкие кривизны с годографами однократных отражённых волн. Годограф отражённой волны на сейсмограмме ОСТ имеет форму гиперболы, симметричной относительно средней точки М вне зависимости от угла наклона границы. Идея метода ОСТ состоит в объединении трасс, относящихся к одной срединной (или глубинной) точке, приведении годографов полезных волн этих трасс к горизонтальным линиям и последующем суммировании этих трасс. По сейсмограммам ОСТ строят предварительные временные разрезы (ВР) или временные кубы (ВК). Основная цель цифровой обработки сейсмических данных на ЭВМ — улучшение соотношения «сигнал/помеха», т. е. выделение и усиление полезного сигнала одновременно с ослаблением поля помех. Геолого-технические методы изучения процесса бурения Цель геолого-технологических исследований состоят в оперативном изучения геологического строения разреза скважин, выявлении и оценке продуктивных пластов, повышении качества проводки и сокращении цикла строительства скважин на основе получаемой в процессе бурения геолого-геохимической, геофизической и технологической информации. ГТИ проводятся непосредственно в процессе бурения, без простоя в работе буровой бригады и бурового оборудования; решают комплекс геологических и технологических задач, направленных на оперативное выделение в разрезе бурящейся скважины перспективных на нефть и газ пластов-коллекторов, изучение их фильтрационно-емкостных свойств и характера насыщения, оптимизацию отбора керна, экспрессное опробование и изучение методами ГИС выделенных объектов, обеспечение безаварийной проводки скважин и оптимизацию режима бурения. ГТИ тесно связывают с газовым каротажем, так как с его развитием и образовались геолого-технологические исследования, так же газовый каротаж входит в комплекс ГТИ и составляет его существенную часть. Задачи, решаемые партиями ГТИ, подразделяются на геологические и технологические. К геологическим задачам относятся: - литолого-стратиграфическое расчленение разреза; - выделение коллекторов и оценка их свойств; - выявление в разрезе нефтегазоносных или перспективных пластов и предварительная оценка их продуктивности. К технологическим - задачам относятся: - предупреждение аварий и осложнений в процессе бурения; - оптимизация режимных параметров бурения, и отработки долот; - расчет давлений в скважине и оценка пластовых, норовых давлений. Геофизические методы, используемые для изучения геологических разрезов скважин делятся на: электрические, радиоактивные, термические, акустические, геохимические, механические, магнитные; в зависимости от физических свойств пород, на изучении которых основываются указанные методы. Производственные геофизические организации должны проводить в скважинах, пробуренных на нефть и газ, следующие работы: - изучать с помощью различных геофизических методов геологический разрез скважин, выявлять продуктивные пласты и определять их коллекторские свойства; - изучать техническое состояние бурящихся и законченных бурением скважин, а также выполнять некоторые контрольные операции в эксплуатирующихся скважинах; - перфорировать обсадные колонны для вскрытия продуктивных пластов и торпедировать скважины для извлечения бурового инструмента и колонн при авариях, а в некоторых случаях для улучшений условий притока жидкости и газа; - отбирать пробы пород, жидкости и газа боковыми грунтоносами и пробоотборниками. Сущность любого геофизического метода состоит в измерении вдоль ствола скважины некоторой величины, характеризующейся одним или совокупностью физических свойств горных пород, пересеченных скважиной. Физические свойства пород тесно связаны с их геологической характеристикой и это позволяет по результатам геофизических исследований судить о пройденных скважиной породах и изучать свойства этих пород. Каротаж приборами, транспортируемыми буровым инструментом, выполняют, как правило, в процессе бурения, что сокращает время простоя скважин и обеспечивает повышение экономической и геологической эффективности ГИС. Повышение геологической эффективности связано с тем, что размещение датчиков в непосредственной близости от долота позволяет получить ценную информацию до или в процессе образования зоны проникновения, уточнить интервалы испытаний коллекторов, оптимизировать вскрытие нефтегазовых коллекторов и бурения в целом, в частности, обеспечить проводку горизонтальной скважины вдоль пласта. Приборы включают в комплект бурового инструмента, располагая их в специальных вставках вблизи долота. В скважинах подземного бурения приборы транспортируют на забой буровыми штангами. Современные приборы — комплексные. С их помощью могут проводить исследования, например, такими методами электрического каротажа, как КС, МКЗ, БК, БМК, ИК, ядерно-физического — ГГК-П, НГК, ННК, сейсмоакустического — АК. В комплекс обычно включают инклинометрический блок, определяющий основные параметры (угол и азимут), характеризующие искривление скважин, датчики различных технологических параметров бурения, а также зонд ГК, служащий не только для измерения естественного гамма-фона, но и применяемый для увязки данных, полученных разными приборами. Физика явлений, происходящих при исследовании приборами, транспортируемыми буровым инструментом, и методика обработки результатов в принципе те же, что и при исследовании приборами на кабеле. Однако возникают некоторые отличия из-за изменения положения датчиков, специфики их конструкторского исполнения. Организация передачи зарегистрированной информации на поверхность от таких приборов в реальном времени является серьезной проблемой, поэтому часто применяют автономную систему сбора данных. Следует ожидать, что в обозримом будущем данный каротаж станет основным при исследовании в процессе проходки наклонных, горизонтальных, осложненных бурением скважин. Изучение разрезов на основе анализа технологических параметров бурения служит для исследования прочностных, коллекторских и других свойств горных пород. В первую очередь это касается механической скорости бурения, затрачиваемой на него энергии и расхода промывочной жидкости (ПЖ). На регистрации этих параметров основаны механический каротаж (МК), каротаж энергоемкости (КЭ) и фильтрационный каротаж (ФК). Другие виды каротажа. К другим видам относится кавернометрия, т. е. измерение фактического диаметра необсаженной скважины и его изменение вдоль ствола. Кавернограмма в сочетании с другими видами каротажа указывает на наличие проницаемых и непроницаемых пород. Увеличение диаметра соответствует глинам и глинистым породам; сужение обычно происходит против песков и проницаемых песчаников. Против известняков и других крепких пород замеряемый диаметр соответствует номинальному, т. е. диаметру долота. Кавернограммы используются при корреляции пластов и в сочетании с другими методами хорошо дифференцируют разрез, так как хорошо отражают глинистости и проницаемости разреза. Термокаротаж - изучение распределения температуры в обсаженной или необсаженной скважине. Термокаротаж позволяет дифференцировать породы по температурному градиенту, а следовательно, по тепловому сопротивлению. Кратковременное охлаждение ствола скважины или нагрев при закачке холодной или горячей жидкости позволяет получить новую информацию о теплоемкости и теплопроводности пластов. Это позволяет определить: местоположение продуктивного пласта, газонефтяной контакт, места потери циркуляции в бурящейся скважине или дефекта в обсадной колонне зоны разрыва при ГРП и зоны поглощения воды и газа при закачке. ГАЗОВЫЙ КАРОТАЖ Метод, основанный на определении количества и состава углеводородных газов в промывочной жидкости, называют газовым каротажем. Так как относительное содержание и состав углеводородных газов прямым образом связаны с нефтегазоносностью отложений, газовый каротаж является прямым методом выявления и изучения нефтегазовых коллекторов. Этим он выгодно отличается от других методов ГИС. Наибольшую информацию о продуктивности породы дают такие компоненты, как метан (СН4), этан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10), пентан (С5Н12) и гексан (С6Н14). Углеводородные газы в горных породах могут находиться в свободном, растворенном и сорбированном (от лат. sorbeo — «поглощаю») состояниях, а также в виде конденсата в воде и нефти (конденсат — продукт, выделенный из природного газа и представляющий собой смесь жидких углеводородов, содержащих больше четырех атомов углерода в молекуле). Геоинформационные системы в геофизике Геоинформационные системы (ГИС) - это автоматизированные системы, функциями которых являются сбор, хранение, интеграция, анализ и графическая интерпретация пространственно-временных данных, а также связанной с ними атрибутивной информации о представленных в ГИС объектах. ГИС появились в 1960 гг при появлении технологий обработки информации в СУБД и визуализации графических данных в САПР, автоматизированного производства карт, управления сетями. Назначение ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), такими как инвентаризация ресурсов, управление и планирование, поддержка принятия решений. Источники данных для создания ГИС: базовый слой - картографические материалы (топографические и общегеографические карты, карты административно-территориального деления, кадастровые планы и тд), используемые в виде геодезической системы координат и плоских прямоугольных координат картографических проекций исходных материалов, геодезических координат и проекций создаваемых базовых карт, на основе которых осуществляется построение цифровых моделей в ГИС и практически реализуются все их задачи. данные дистанционного зондирования (ДДЗ): в тч, получаемые с космических аппаратов и спутников материалы, Изображения получают и передают на Землю с носителей съемочной аппаратуры, размещенных на разных орбитах. Полученные снимки отличаются разным уровнем обзорности и детальности отображения объектов природной среды в нескольких диапазонах спектра (видимый и ближний инфракрасный, тепловой инфракрасный и радиодиапазон), что позволяет решать широкий спектр экологических задач. К методам дистанционного зондирования относятся также аэро- и наземные съемки, и другие неконтактные методы, например гидроакустические съемки рельефа морского дна. Материалы таких съемок обеспечивают получение как количественной, так и качественной информации о различных объектах природной среды; результаты геодезических измерений на местности, выполняемые нивелирами, теодолитами, электронными тахеометрами, GPS приемниками и др; данные государственных статистических служб по самым разным отраслям народного хозяйства, а также данные стационарных измерительных постов наблюдений (гидрологические и метеорологические данные, сведения о загрязнении окружающей среды и пр). литературные данные (справочные издания, книги, монографии и статьи, содержащие разнообразные сведения по отдельным типам географических объектов). В ГИС редко используется только один вид данных, чаще всего это сочетание разнообразных данных на какую-либо территорию. В целом следует выделить следующие технологии сбора данных в геоинформатике: воздушная съемка, которая включает аэросъемку, съемку с мининосителей; глобальная система позиционирования (GPS); космическая съемка, которая является одним из важнейших источников данных для ГИС при проведении природоресурсных исследований, экологического мониторинга, оценки сельскохозяйственных и лесных угодий и т. д.; карты или картографическая информация, которая является основой построения цифровых моделей ГИС; данные, поступающие через всемирную сеть Internet; наземная фотограмметрическая съемка служит источником информации для ГИС при анализе городских ситуаций, экологического мониторинга за деформацией и осадками; цифровая фотограмметрическая съемка основана на использовании цифровых фотограмметрических камер, которые позволяют выводить информацию в цифровом виде непосредственно на компьютер; видеосъемка, как источник данных для ГИС, используется в основном для целей мониторинга; документы, включая архивные таблицы и каталоги координат, служат основным источником данных для ввода в ГИС так называемой предметной или тематической информации, к которой относятся экономические, статистические, социологические и другие виды данных; геодезические методы (автоматизированные и не автоматизированные) используются для уточнения координатных данных, источником данных для ГИС являются также результаты обработки в других ГИС; фотографии, рисунки, чертежи, схемы, видеоизображения и звуки; статистические таблицы и текстовые описания, технические данные; почтовые адреса, телефонные книги и справочники; геодезические, экологические и любые другие сведения. ГИС классифицируются по следующим признакам: 1. По функциональным возможностям: полнофункциональные ГИС общего назначения; специализированные ГИС, ориентированные на решение конкретной задачи в какой либо предметной области; информационно-справочные системы для домашнего и информационно-справочного пользования. Функциональные возможности ГИС определяются также архитектурным принципом их построения: закрытые системы не имеют возможностей расширения, они способны выполнять только тот набор функций, который однозначно определен на момент покупки; - открытые системы отличаются легкостью приспособления, возможностями расширения, так как могут быть достроены самим пользователем при помощи специального аппарата (встроенных языков программирования). 2.По пространственному (территориальному) охвату ГИС подразделяются на глобальные (планетарные), общенациональные, региональные, локальные (в том числе муниципальные). 3.По проблемно-тематической ориентации - общегеографические, экологические и природопользовательские, отраслевые (водных ресурсов, лесопользования, геологические, туризма и т. д.). 4.По способу организации географических данных - векторные, растровые, векторно-растровые ГИС. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой. Данные, собираемые в геоинформатике, выделяют в особый класс данных, называемых геоданными. Геоданные - данные о предметах, формах территории и инфраструктурах на поверхности Земли, причем как существенный элемент в них должны присутствовать пространственные отношения. Геоданные описывают объекты через их положение в пространстве непосредственно (например, координатами) или косвенно (например, связями). ПРИМЕЧАНИЯ: СУБД (англ. Database Management System, сокр. DBMS) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных. Система автоматизированного проектирования (англ. Computer-aided design (CAD)) — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности. Также для обозначения подобных систем широко используется аббревиатура САПР. |