3.2. Разведочная геофизика

1. Введение. Содержание курса, его связь со смежными дисциплинами. Общий обзор и классификация методов разведочной геофизики. Краткий очерк развития разведочной геофизики. Экономическая эффективность геофизических исследований для поисков и разведки нефтегазовых месторождений. Прямая и обратная задачи геофизики.

2. Гравиразведка. Сила тяжести и ее составляющие. Потенциал силы тяжести. Уровенная поверхность, геоид, нормальные значения силы тяжести. Редукция и аномалии силы тяжести, поправки за высоту и промежуточный слой. Вторые производные потенциала силы тяжести. Гравиметрическая модель геологического разреза.

Определение силы тяжести гравиметрами. Наземные, морские и аэрогравиметрические съемки. Обработка результатов съемок.

Вычисление гравитационных эффектов (прямая задача) от тел правильной формы. Гравитационный эффект от тел сложного сечения. Разделение (транс-формации) гравитационных аномалий: аналитическое продолжение на другие уров-ни, осреднение поля, использование высших производных. Решение обратной задачи для тел правильной формы, неоднозначность решения обратной задачи. Компьютерная обработка и интерпретация данных гравиразведки. Применение гравиразведки для решения региональных, поисковых и разведочных задач.

3. Магниторазведка. Силы магнитного взаимодействия. Напряженность поля, магнитный момент, магнитный потенциал. Магнитное поле Земли. Структура постоянного геомагнитного поля, нормальное поле. Магнитные аномалии. Магнитометрическая модель геологического разреза.

Оптико-механический и протонный магнитометры, аэромагнитометр. Наземные, аэро - и морские магнитные съемки. Обработка результатов магнитных съемок.

Связь магнитного и гравитационного потенциалов. Решение прямой задачи для намагниченных тел правильной формы. Трансформации магнитных аномалий. Решение обратной задачи для тел правильной формы, неоднозначность решения обратной задачи. Компьютерная обработка и интерпретация данных магниторазведки. Применение магниторазведки для решения региональных, поисковых и разведочных задач. Совместная интерпретация гравитационных и магнитных аномалий.

4. Электроразведка. Классификация методов электроразведки. Поле постоянного электрического тока, распределение плотности тока с глубиной. Измерения 4-х электродной установкой. Кажущееся сопротивление. Геоэлектрический разрез, суммарная продольная проводимость, суммарное поперечное сопротивление. Переменное гармоническое электромагнитное поле, входной импеданс среды, глубина проникновения электромагнитной волны.

Методы постоянного тока – вертикальное электрозондирование (ВЭЗ), дипольное электрозондирование (ДЭЗ), электропрофилирование (ЭП). Методы переменного тока – частотное зондирование (ЧЗ), зондирование становлением поля (ЗС), магнитотеллурическое зондирование (МТЗ) и профилирование (МТП) и метод теллурических токов (МТТ). Аппаратура и оборудование различных методов электроразведки.

Качественная и количественная интерпретация данных ВЭЗ, эквивалентность кривых ВЭЗ, неоднозначность интерпретации. Интерпретация ЭП. Построение геоэлектрических разрезов и структурных карт по опорным геоэлектрическим горизонтам. Понятие об интерпретации и геологических возможностях ЧЗ, СП, МТЗ, МТП и МТТ. Компьютерная обработка и интерпретация данных электроразведки. Применение электроразведки для решения региональных, поисковых и разведочных задач.

5. Сейсморазведка. Продольные и поперечные сейсмические волны, скорости их распространения. Поверхностные волны. Форма колебаний сейсмических волн. Геометрическое расхождение и поглощение. Частотный состав сейсмических волн. Основы геометрической сейсмики: поле времен, фронты, изохроны и лучи сейсмической волны. Принципы Гюйгенса-Френеля и Ферма. Отражение и прохождение сейсми-ческих волн, монотипные и обменные волны, коэффициенты отражения и прохождения. Средняя скорость в горизонтально слоистой среде. Многократные сейсмические волны. Образование головной (преломленной) волны. Дифракция сейсмической волны. Полезные волны и помехи. Классификация методов сейсморазведки.

Прямая и отраженная волны в слоисто-однородной среде, сейсмограммы общей точки возбуждения (ОТВ) и общей средней точки (ОСТ). Кинематические поправки, скорости ОСТ, их определение, статические поправки. Сейсмические разрезы ОСТ, понятие о сейсмической миграции Головные (преломленные) волны в слоисто-однородной среде, граничная скорость.

Взрывные и невзрывные источники сейсмических колебаний. Динамический диапазон сейсмических колебаний. Принципы цифровой регистрации сейсмических колебаний: дискретизация и квантование сейсмических сигналов. Сейсмоприемники, цифровые регистрирующие комплексы. Расстановки источников и приемников, многократные системы наблюдений, площадные системы. Группирование сейсмоприемников и источников. Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) и решаемые им задачи. Технология проведения сейсмических работ на суше, на море, в глубоких скважинах.

Модель сейсмической записи отраженных волн, импульсная и синтетическая трассы. Признаки выделения волн (осей синфазности) на сейсмограммах и разрезах. Разрешающая способность сейсморазведки по вертикали и горизонтали. Основные процедуры обработки данных сейсморазведки: регулировка амплитуд, ввод и коррекция кинематических и статических поправок, полосовая и обратная частотная фильтрация, суммирование ОСТ, процедура миграции. Определение эффективных, пластовых и средних скоростей. Объемная (3D) сейсморазведка. Получение куба данных и его вертикальных и горизонтальных срезов. Обработка данных сейсморазведки методом преломленных волн.

6. Комплексирование геофизической и геологической информации. Использование методов разведочной геофизики на стадии региональных геологоразведочных работ. Возможности изучения земной коры, внутреннего строения и рельефа фундамента, строения осадочного чехла при комплексировании геофизических методов. Сейсмофациальный анализ, выявление условий осадконакопления и зон возможного скопления углеводородов.

Роль сейсмического и других геофизических методов на поисковой стадии геологоразведочных работ. Построение структурных карт, определение разрывных нарушений. Связь физических характеристик осадочной толщи с кинематическими и динамическими параметрами волнового поля. Влияние анизотропии на параметры сейсмического поля. Понятие о мгновенных параметрах и их истолкование. Поинтервальный (погоризонтный) динамический анализ в сейсморазведке. Спектрально-временной анализ как формационных объектов. Прогноз залежей углеводородов по данным разведочных геофизических методов ("прямые" поиски). Анализ амплитуд сейсмических записей - "яркие" пятна, отражения от контактов флюидов ("плоские" пятна), дифракция от края залежи. Анализ амплитуд в зависимости от удаления (АVО). Совместное использование Р и S-волн (многоволновая сейсморазведка). Использование параметра поглощения для прогнозирования залежей. Возможности применения высокоточной гравиразведки, магниторазведки и электроразведки для обнаружения залежей УВ.

Роль геофизических методов на разведочной стадии геологоразведочных работ и на этапе разработки месторождений нефти и газа. Понятие об инверсии сейсмических записей. Псевдоакустический каротаж (ПАК). Подбор модели среды (ПМС), как итеративный способ сейсмического моделирования. Возможности метода ВСП для изучения околоскважинного пространства. Роль 3D сейсморазведки на стадии разведки и разработки месторождений. Анализ вертикальных и горизонтальных срезов. Трассирование сбросов в объеме куба. Интегрированные геолого-геофизические системы интерпретации данных ЗD сейсморазведки, бурения и ГИС для построения геологических моделей резервуаров нефти и газа. 4D сейсморазведка для мониторинга разработки залежей нефти и газа. Исследования качества и трещиноватости коллекторов межскважинным сейсмическим просвечиванием. Гравиметрический мониторинг на искусственных подземных газохранилищах.

Рекомендуемая литература:

а) основная литература:

1. Бакиров В. А. Интерпретация электрических зондирований на постоянном токе с помощью ЭВМ. Методическое пособие. – М.: РГУ нефти и газа, 1999.

2. Знаменский В. В. Общий курс полевой геофизики. Учебник. - М.: Недра, 1989.

3. Серкеров С. А. Гравиразведка и магниторазведка: Учеб. Для вузов. – М.: ОАО “Издательство Недра”, 1999.

б) дополнительная литература:

4. Барс Ф. М. Лабораторные работы по курсу “Системы и алгоритмы обработки данных сейсморазведки” - М.: ГАНГ, 1997.

5. Интерпретация данных сейсморазведки. Под редакцией О. А. Потапова. – М.: Недра, 1990.

6. Шерифф Р., Гелдарт Л. Сейсморазведка. – М.: Мир, т. 1 и 2 , 1987.

7. Птецов С. Н. Анализ волновых полей для прогнозирования геологического разреза. – М.: Недра, 1989.