Опыт применения двумерного прогноза скоростной модели среды
Нехорошков А.М., Новокрещин А.В.

Тюменский нефтяной

научный центр

В работе рассмотрены несколько традиционных способов, применяющихся для построения структурных карт продуктивных пластов. В качестве альтернативы этим способам предложен метод двумерного прогноза средней скорости, базирующийся на различии геометрии нижнего и верхнего отражающего горизонта. При наличии на площади работ динамически выраженного и уверенно прослеживаемого верхнего отражающего горизонта предложенный способ может быть использован в качестве альтернативного инструмента для повышения точности структурных построений.
Введение
Любое предприятие, занимающееся разработкой месторождения, в первую очередь интересует структурный план объекта, содержащего основные запасы углеводородов, и год от года требования к достоверности таких структурных планов возрастают, поскольку точность оценки запасов месторождения углеводородов более чем на 50 % определяется именно точностью построенной структурной модели этого месторождения [6]. Поэтому перед сервисными предприятиями все чаще ставится задача уменьшения рисков по структуре при постановке разведочного и эксплуатационного бурения скважин.
Уменьшение рисков, связанных с достоверностью определения глубин до целевого объекта, предполагает получение такого структурного плана исследуемой поверхности, ошибки которого при проведении разведочного и эксплуатационного бурения были бы сведены к минимуму. Для того чтобы успешно решать такие задачи, нужно с определенной степенью точности и детальности воспроизвести реальную скоростную модель либо с помощью каких-либо методических приемов уточнить имеющуюся на данный момент.
Традиционные методики построения структурных карт
Прежде чем изложить альтернативную авторскую методику картопостроения, рассмотрим в качестве примера несколько традиционных подходов к построению структурной карты по ОГ С2, отождествляемой с поверхностью кровли продуктивного пласта ВБ1 внутри нижнеберезовской подсвиты, на одном из месторождений Западной Сибири.
Поскольку на исследуемой площади в верхней части разреза (ВЧР) отсутствуют существенные аномалии скоростей, предполагается, что скоростная модель среды должна быть простой, и средняя скорость по горизонту С2 в идеале должна быть максимально близка к постоянной величине [3, 4]. Однако, как можно увидеть на представленном графике зависимости глубины продуктивного пласта ВБ1 от времени прослеживания отражающего горизонта С2, определенного
в точках скважин, по карте двойного времени пробега отраженной волны Н = f(t0), где H — глубины
в абсолютных отметках, t0 — времена пробега отраженной волны (рис. 1), это далеко не так. Отклонения от линии регрессии колеблются в диапазоне от -24,8 до +26,6 м, при этом среднеквадратичная ошибка, рассчитанная в рамках такой модели, согласно методическим рекомендациям [1, 2], составляет 8,6 м.
Существующий разброс точек относительно линии регреcсии, отраженный на
графике Н = f(t0) (рис.1), указывает на то, что на площади работ наблюдаются существенные изменения средних скоростей по латерали. Попытка учесть эти изменения с привлечением эффективных скоростей после миграции позволила немного сократить дисперсию и соответственно повысить коррелируемость расчетных и реальных глубин в точках разведочных
и эксплуатационных скважин (рис. 2).
Диапазон отклонений от линии регрессии после этого практически не изменился (от -19,3 до +28 м), а среднеквадратическая ошибка снизилась всего лишь на 6 % и составила 8,1 м.
Рис. 1. График эмпирической зависимости
H = f(t0) для ОГ С2

Рис. 2. График эмпирической зависимости H = f(t0, Vмигр.корр.) для ОГ С2, где Vмигр.корр. — скорости суммирования после миграции, исправленные за влияние рельефа

Таким образом, применение эффективных скоростей после миграции в силу их невысокой достоверности из-за имеющейся кратности наблюдений на уровне прослеживания ОГ С2
существенно ограничивает возможности повышения точности структурных построений и тем самым не позволяет нам существенно сокращать геологические риски.
Построение структурных карт через двумерный прогноз средней скорости
Для того, чтобы снизить ошибку структурных построений, на данной площади работ была опробована методика оценки средней скорости до горизонта С2 по двумерной регрессии.
На данной территории работ существенно выше ОГ С2 в интервале от 250 до 600 мс был прослежен довольно динамически выраженный ОГ, условно названный 002. Характерной чертой этого отражающего горизонта является его неконформность ОГ С2 и существенное отличие от него по геометрии (рис. 3, 4). Особо выделяется область на северо-востоке площади (на рисунке 4 обведена пунктирной темно-красной линией), где поведение горизонтов 002 и С2 существенно различается. Как будет показано далее, изменения глубины горизонта 002 существенно влияют на среднюю скорость до горизонта С2, особенно в этой части площади.
Рис. 3. Композиционный временной разрез. На врезке показана схема композиционного временного разреза, по вертикальной оси показаны времена пробега в миллисекундах. Левая часть разреза построена по данным 3D сейсморазведки, правая по данным 2D сейсморазведки

Рис. 4. Карты изохрон отражающих горизонтов: а — 002; б — С2. Красной пунктирной линией показана область, где поведение горизонтов 002 и С2 существенно различается, розовой линией показаны границы лицензионных участков

Ниже на примере классической двуслойной модели показано, каким образом, дополнительно прослеженный верхний отражающий горизонт влияет на уточнение скоростной модели рассматриваемого интервала разреза. Для понимания, как изменяется средняя скорость вдоль ОГ С2 и с чем могут быть связаны ее изменения, рассмотрим двуслойную модель среды, в которой скорость верхнего слоя более низкая, чем у нижнего (рис. 5).
Рис. 5. Принципиальная схема двуслойной модели средних скоростей (V1 и V2) на площади работ, где 1 — слой между ОГ 002 и уровнем приведения, 2 — слой между ОГ 002 и С2

В представленной модели при увеличении мощности высокоскоростного слоя (2) средняя скорость до ОГ С2 будет увеличиваться, а при его сокращении уменьшаться. Именно этот принцип и был использован в прогнозе средней скорости для ОГ С2 на основе двумерной регрессии. По результатам анализа данных, определенных в точках скважин, были получены коэффициенты двумерной регрессии для прогноза средней скорости до горизонта С2 по временам слежения горизонтов 002 и С2:
Где Vcp.o — оценка средней скорости до ОГ С2, полученная на основе двумерной регрессии, t0002 — времена двойного пробега отраженной волны 002, t0C2 — времена двойного пробега отраженной волны C2.
На рисунке 6 приведено сопоставление эффективных скоростей миграции после коррекции за рельеф [5] и прогнозной средней скорости, полученной в результате двумерной регрессии.
Рис. 6. Сопоставление карт: а — скорректированных скоростей миграции и б — прогнозной средней скорости, полученной в результате двумерной регрессии

Модели скоростей, представленные на рисунке 6, в первом (а) и втором (б) случае существенно отличаются. На карте прогнозной скорости, полученной в результате двумерной регрессии (Vср.о.),
в северо-восточной части площади (выделена темно-красной пунктирной линией на картах) локализуется область с высокими скоростями, а область с самыми низкими значениями располагается в центральной части и имеет четко выраженное северо-западное простирание. На карте эффективных скоростей миграции после коррекции за рельеф (Vмигр.корр.)
такой локализации не наблюдается, к тому же область с наиболее высокими значениями скорости расположилась в противоположной, юго-западной части площади. Данные, попадающие в северо-восточную часть площади (выделена темно-красной пунктирной линией на картах),
на графиках (рис. 7) представлены в виде красных квадратов. Как можно заметить, в этой части площади проявляется аномалия высоких средних скоростей, которая по данным скоростей миграции не прогнозируется, а по результатам оценки средних скоростей с использованием структурных факторов вышележащей относительно ОГ С2 толщи ее можно хорошо описать.
В результате моделирования был получен куб фаций (рис. 5). При этом, несмотря на очень большое количество ячеек (75,5 млн), метод объектного стохастического моделирования позволяет выполнять построения в короткие сроки — 3–5 минут.
Рис. 7. Сопоставление графиков эмпирических зависимостей: а — средней скорости от скорости миграции, б — средней скорости от оценки средней скорости по двуслойной модели

едней скоростью, рассчитанной в точках скважин, и оценочной средней скоростью, полученной в результате двумерной регрессии, оказалась в несколько раз выше, чем у аналогичной зависимости между средней скоростью и эффективной скоростью после миграции, исправленной за влияние рельефа (рис. 7).
С одной стороны, это говорит о невысокой надежности скоростей миграции в данном интервале разреза, а с другой о более высокой достоверности аппроксимации скоростной модели среды при использовании двумерного прогноза средней скорости.
Таким образом, использование верхнего ОГ 002 для двумерного прогноза средней скорости при расчете глубин по ОГ С2, отождествляемого с кровлей пласта ВБ1, существенно сократило значение среднеквадратичного отклонения (до 6,9 м) и увеличило точность структурных построений в данном интервале разреза на 20 %. Выросла и теснота связи между реальной глубиной ОГ С2 и прогнозной в точках скважин (рис. 8). При этом точки данных северо-восточной части площади (выделены в виде красных квадратов на графиках), которые неудовлетворительно описывались ранее рассмотренными моделями регрессии и прогноза средней скорости по данным скоростей миграции, хорошо описываются двуслойной моделью.
Рис. 6. Разрезы куба фаций с прогнозом по району скв. №4: а — по модели на основе 2D СРР, построенной методом TGS, б — по модели на основе 3D СРР, построенной методом Object modeling

Задача по уменьшению рисков в части прогноза структуры ловушки при постановке разведочного и эксплуатационного бурения скважин путем повышения точности построений с имеющимися сейсмическими и геологическими данными на данной площади была успешно решена.
Нехорошков А.М., Новокрещин А.В.

ООО «Тюменский нефтяной научный центр», Тюмень, Россия

amnekhoroshkov@tnnc.rosneft.ru
Материалы: геолого-геофизическая, промысловая информация, результаты интерпретации сейсмических исследований.
Методы: оценка среднеквадратичной погрешности определения глубин кровли продуктивного пласта ВБ1 по эмпирическим зависимостям: время — глубина, эффективная глубина (произведение времени пробега отраженной волны и эффективной скорости отраженной волны) — глубина, расчетная оптимальная глубина (произведение времени пробега отраженной волны и средней оценочной скорости, полученной на основе двумерной регрессии) — глубина.
скоростная модель, отражающий горизонт, регрессия, эмпирическая зависимость, среднеквадратичное отклонение, двумерный прогноз
Нехорошков А.М., Новокрещин А.В. Опыт повышения точности структурных построений целевого горизонта с учетом промежуточного отражающего горизонта //Экспозиция Нефть Газ. 2023. №8.
С. 20-24. DOI:10.24412/2076-6785-2023-8-20-24
17.11.2023
УДК 550.834.05
DOI:10.24412/2076-6785-2023-8-20-24

Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88