Скорости в сейсморазведке

Последнее сообщение
Ilia 19 9
Авг 11

Почитал тут пару тем и слегка обалдел. Иногда люди совсем себе не представляют, что такое скорости и с чем их кушать надо.

Поэтому небольшой ликбез на эту тему - может быть кому пригодится.

В сейсморазведке, изучающей особенности осадочного чехла для целей геологической интерпретации, существует такое понятие как скорость волны. С этим все просто: это мера того, как быстро распространяется волна в среде. Это расчетная величина - ощутить ее никоим образом не получится. Мы можем измерить только время прихода волны к приемнику, ну и глубину до слоя, породившего эту волну, когда пробурим скважину. В обшем, скорость - виртуальная величина. Злые и коварные сейсморазведчики, когда поняли это дело, решили навести туману и придумали много разновидностей этой виртуальной величины, чтобы им была работа - а другим головная боль. ))) Естественно, сделали они это исключительно в своих темных и злых целях порабощения мира.

Поэтому у нас есть цельный набор скоростей!

- Истинная скорость

- Интервальная скорость

- Пластовая скорость

- Средняя скорость

Ну а когда сейсмики-обработчики МОГТ подключились, то появились еще дополнительно

- Эффективные скорости (скорости ОГТ)

- RMS скорости

- Скорости миграции.

 

Из этого набора, человек (интерпретатор, модельер- называйте этого несчастного как хотите), трансформирующий поверхность из временной области в глубинную, имеет дело с ПЛАСТОВОЙ и СРЕДНЕЙ скоростями.

Ну а теперь по порядку. Начнем издалека.

Все мы знаем, что с глубиной свойства породы изменяются. Чем ниже мы опускаемся, тем, что называется, толще толща пород и тем ближе мы к горячей мантии. В этих условиях с глубиной увелчивается средняя плотность породы. А как известно из физики, в плотных телах, волны распространяются быстрее. То есть, градиенты давления и температуры обеспечивают градиент плотности и, как следствие, градиент скорости распространения сейсмических волн. Чем глубже - тем быстрее скорость.

Теперь о самих скоростях. Самый достоверный источник - это годограф ВСП или по буржуйской терминологии Checkshot. Из него мы получаем скорости наиболее близкие к реальным, к истинным.

-Истинная скорость - это мгновенная скорость распространения сейсмической волны, определяемая для каждой точки среды, через которую проходит фронт волны. Короче говоря, абстрактная математическая величина. Возможно в далеком-далеком будущем, в эпоху Звездных войн, кто-то и научится это дело мерять...

- Интервальная скорость - это скорость, измеренная для какого-то постоянного интервала. Обычно, это интервал между стоянками приемника/пунктами приема в скважине при работах ВСП, ну или шаг между измерениями для АК. Соотвественно, при измерениях скорости через ВСП интервал будет примерно равным 10 метрам, при исследованиях АК (дай бог памяти!) около 20 см. Вот в этих, примерно постоянных по толщине интервалах, мы и будем знать с какой скоростью распространялась волна!

Vинт=dX/dT,           где dX - расстояние от начала до конца интервала, а dT - время прохождения этого интервала.

- Пластовая скорость. Здесь все просто. Геологи, поколдовав над большим объемом данных, приходят к мнению, что вся толща пород разбита на пласты, которые классифицируются по литологическим характеристикам. То что пишут в лито-стратиграфической колонке... Ну там, знаете... "Пласт песчанника, такой-то зернистости и окраса мощностью Х метров, пласт глин битуминозных (или не очень) мощностью У метров..." и т.д. Так вот, пластовая скорость - это скорость для какого-то конкретного пласта. По сути - это интервальная скорость, только интервалы определяются по границам геологических пластов или стратиграфическим границам. 

Vпл=[H(i+1)-H(i)]/[T(i+1)-T(i)],      где  H(i+1) - глубина подошвы, H(i) - глубина кровли, T(i+1) - время на подошве, T(i) - время на кровле

- Средняя скорость. Это скорость от поверхности до какой-то точки в среде. Грубо говоря, это аппроксимация всего набора вышележащих слоев одним-единственным. Формульно

Vср=[X(i)-X(0)]/[T(i)-T(0)],   где  X(i) - глубина до точки, в которой меряем, X(0) - 0 метров, T(i) - время на точке в которой меряем, T(0) - время на 0 метров.

Или по другому: Vср=X(i)/T(i)

Отсюда следует очень важный вывод! Градиент средней скорости больше либо равен нулю (функция средней скорости монотонно возрастает)!!! Если кто-то вам говорит про отрицательный градиент средней скорости - он или из другого измерения или кто-то кого-то накалывает. Физически отрицательный градиент возможен, когда у вас есть зона АВПД очень большой мощности и невероятно огромного давления, такого, что зерна породы практически плавают во флюиде. Средняя скорость, как следует из названия - осредняет, и чем глубже - тем сильнее нивелируются все особенности разреза. То есть на небольших глубинах градиент может быть с минусом из-за неравномерной уплотненности пород, но на глубинах 2000 и глубже, разница в скоростях должна быть просто чумачечей!

Средние и пластовые скорости используются для построения скоростных моделей, с помощью которых осуществляется преобразование время-глубина. Пластовые более предпочтительны, поскольку они более детально описывают вышележащую толщу. Средние скорости хорошо использовать в местах, где слои залегают без резких нарушений, последовательно друг на друге, где не было мощных тектонических процессов. В общем, бОльшая часть Западной Сибири...

 

Теперь про скорости введеные обработчиками.

- эффективная скорость. Это такая скорость, которая спрямит годограф сейсмограммы ОГТ в линию. В буржуйской терминологии normal moveout velocity. Применять ее для преобразования время-глубина, мягко говоря, не стоит. Эта скорость испытывает влияние огромного числа факторов как технического так и геологического характера. И кроме всего прочего, она расчитывается от нулевого времени сейсмической записи, о выборе которого можно писать еще одну отдельную тему.

- RMS скорость. Она определяется по формуле Урупова-Дикса. Капиталисты почему-то называют ее просто формулой Дикса, как всегда стараясь умолчать о достижениях советской науки, ну да бог им судья! RMS скорость - это аналог средней скорости, но только во временной области.  По идее она гораздо правильнее описывает среду, чем эффективная скорость, поскольку в ней осреднение проводится по пластам.

- Миграционные скорости. Это скорости, которые используются для построения скоростных моделей при процедурах миграции. В зависимости от типа миграционного преобразования, эти скорости различаются. При временной миграции - это, скорее всего, средние или эффективные скорости, а при глубинной - это интервальные скорости. И вот тут необходимо раскрыть страшную тайну: средние и интревальные скорости миграции могут не иметь ничего общего с реальными средними и интервальными скоростями. После того, как структурно- скоростные модели построены, они дают информацию о том КАК и НА СКОЛЬКО изменяются скорости в межскважинной среде, но не сами эти скорости! Полученные по этим скоростным моделям структурные поверхности, нельзя рассматривать как итоговые!!!

Надеюсь, после прочтения, вам стала немного понятнее иерархия и классификация скоростей.

AlNikS 872 12
Авг 11 #1

Ilia пишет:
Отсюда следует очень важный вывод! Градиент средней скорости больше либо равен нулю (функция средней скорости монотонно возрастает)!!! Если кто-то вам говорит про отрицательный градиент средней скорости - он или из другого измерения или кто-то кого-то накалывает. Физически отрицательный градиент возможен, когда у вас есть зона АВПД очень большой мощности и невероятно огромного давления, такого, что зерна породы практически плавают во флюиде. Средняя скорость, как следует из названия - осредняет, и чем глубже - тем сильнее нивелируются все особенности разреза. То есть на небольших глубинах градиент может быть с минусом из-за неравномерной уплотненности пород, но на глубинах 2000 и глубже, разница в скоростях должна быть просто чумачечей!

Вывод неверен. Для отрицательного градиента средней скорости достаточно выполнение условия V(i+1)<Vср(i), тогда автоматически Vср(i+1)<Vср(i), никаких чумачечих скоростей не надо. Либо поясните, что понимается под градиентом средней скорости. Для обоснования вашего вывода требуется более точная численная оценка, для каких глубин он верен.

FullChaos 875 13
Авг 11 #2

спасибо

У меня есть вопрос, который я всегда стеснялся задать сейсмикам: зачем рассчитывают средние и интервальные скорости? Почему нельзя для преобразования время-глубина использовать исходные Checkpoint (ВСП) ? Проинтерполировал ВСП в скважинах в кубик, помножил его на куб времени и куб глубин готов. Если не сядет на отбивки, то немного "подтянул" скорости где нужно.  Так ведь точнее?

Ilia 19 9
Авг 11 #3

Вывод верен. ;)

Градиент средней скорости - это скорость изменения средней скорости с глубиной. Другими словами приращение скорости к приращению глубины. dVср/dH. То соотношение, которое вы написали надо расшифровать. Какая скорость имелась в виду в первом неравенстве? Видимо интервальная. Т.е. ваше неравенство будет выглядеть так: Vint(i+1)<Vav(i). (Там если формулу расписывать то получается (H(i+1)-H(i))/(t(i+1)-t(i))<H(i)/t(i)) В этом случае и вравду градиент будет отрицательный.  А теперь рассмотрим при каких условиях это может быть. Средняя скорость - это осреднение на интервале от поверхности (примем для упрощения) до точки замера. средняя скорость до i-го интервала [H(i+1)-H(o)]/[(t(i+1)-t(o]). В этой формуле меняются только  параметры с индексом i. Получается чем больше глубина, тем больше база осреднения. Чем большую величину мы ставим при индексе i, тем сильнее вниз "тянет" его значение на индексе о. Для интервальной скорости идея такая же, только там интервал меняет свою нижнюю границу и, соответственно, база осреднения остается примерно постоянной. И включает в себя близлежащие слои, которые с глубиной увеличивают свою плотность а соответственно и интервальную скорость. То есть средняя скорость начнет "отставать" от интервальной уже на втором интервале и с глубиной это отставание будет только увеличиваться.

Поскольку верхняя часть разреза уплотняется  неравномерно, и интервалы осреднения не так сильно разбежались, и скорости небольшие, то здесь колебания интервальных скоростей могут быть такими, что ваше условие выполняется. И я об этом тоже упоминал. Но уже на глубине от 1 км отставание будет примерно 600 - 700 м/с. При этом dp на такой глубине между нормальным и аномальным давлением может быть до 10МПа, а разница в интервальных скоростях при такой разнице давлений до 400м/с. Скачки интервальной скорости в зонах АВПД на большей глубине (выше 2 км) могут достигать ~600м/с (при разнице в давлениях до 30 МПа). Если мы возьмем i+1 интервал, который является зоной АВПД и сравним его со средней скоростью до i-го интервала, который еще интревал с нормальным пластовым давлением, то средняя скорость все-равно будет меньше интервальной… ну или равна в самом предельном случае.

Что еще может вызвать уменьшение интервальной скорости, для обеспечения такой разницы? Если над менее плотными породами залегают более плотные. К примеру соль над высокопористыми газонасыщенными песчаниками. Но при этом все равно интервальная скорость не опустится до уровня средней, поскольку песчаники уже претерпели диагенетические преобразования. и чтобы ваше неравенство выполнялось интервальная скорость в них должна быть менее 3000 м/с при интервальной скорости в солях 4600-4700 м/с.

Больше в голову никаких примеров не идет… 

Если вы можете привести какие-нибудь примеры с такой большой разницей в интервальных скоростях - очень был бы рад расширить свой кругозор.

AlNikS 872 12
Авг 11 #4

В споре рождается истина, как говорится :) Будет время - схожу в отдел ГРР спрошу какие там у нас интервальные скорости :)

У меня просто ощущение, что плотность пород с глубиной растет нелинейно, и относительная разница между средней и интервальной скоростью |Vavg(i)-Vint(i)|/Vavg(i) на малых глубинах подскакивает, а затем уменьшается.

nizhlogger 327 11
Авг 11 #5

"Градиент средней скорости - это скорость изменения средней скорости с глубиной. Другими словами приращение скорости к приращению глубины. dVср/dH"

Если мы с глубиной войдём в менее скоростной разрез то средняя скорость тоже будет уменьшаться. То есть dVср будет отрицательной. 

 

 

 

 

AlNikS 872 12
Авг 11 #6

Так вот тут человек и утверждает, что на глубинах после 1 км невозможно войти в разрез, менее скоростной, чем текущая средняя скорость. Laughing

Ilia 19 9
Авг 11 #7

Что значит "менее скоростной разрез"? Если вы имеете в виду, что скорости будут уменьшаться с глубиной, то это значит, что с глубиной у нас будут залегать все менее плотные породы. А у нас чем ниже тем все спресованней. А потом вообще осадочный чехол заканчивается и наступает полный гранит... Если же вы имеете в виду несколько слоев с пониженными значениями скоростей, то см мой пост выше...

nizhlogger 327 11
Авг 11 #8

Если сверху например находится например доломит а снизу глина то на первых 3 километрах поверьте скорость в глине будет как правило значительно меньше чем в доломите. И если этих глин километр то что?

  Ещё раз.  Градиент средней скорости это приращение средней же скорости на интервале. Самой к себе. Если средняя скорость уменьшается то и прирост отрицательный.

А вы всё время говорите о разнице между интервальной и средней скоростями. Она согласен отрицательной будет крайне редко. Только причём здесь градиент средней скорости? 

 

AlNikS 872 12
Авг 11 #9

Что не понятного? Товарищ говорит, что средняя скорость на больших глубинах (1 км и более) не уменьшается никогда, т.е. не бывает отрицательного прироста (из-за того, что на малых глубинах скорость очень маленькая, и это "забивает" среднюю скорость вниз). Интервальная скорость - да, может уменьшаться, средняя - нет. (Это его мнение, не моё). Интервальная скорость определяет среднюю (если интервальная скорость на i+1 интервале меньше средней на i, то средняя скорость на i+1 так же будет меньше средней на i), поэтому про неё тоже говорим.

KSG 112 12
Авг 11 #10

О чем собственно разговор))) Неужели сейсмики научились залежи НГ находить или свойства коллекторов определять?

Ilia 19 9
Авг 11 #11

Если доломиты залегают на глинах, то согласен! В доломитах скорость в среднем на 1500-2000 м\с выше чем в глинах. Такой разброс, конечно же, даст отрицательный градиент. Но потом градиент выправится с глубиной и снова станет положительным. 

А где у нас доломиты залегают на глинах? Я просто не сталкивался с таким типом разреза - интересно! 

Ilia 19 9
Авг 11 #12

Чекшот - это и есть та кривая по которой рассчитываются средние скорости. Поэтому никуда мы от скоростей не денемся... Насчет интерполяции - никто ведь не знает как именно (каким методом) точнее всего интерполировать. А на месторождении может попасться какая-нибудь область, где скорости будут "отскакивать" от интеполяционной кривой. В итоге это приведет к тому, что структурная поверхность не будет отражать реальность.  Если целиком переводить куб из времен в глубины по одной-двум кривым ВСП, то есть риск получить глубинный куб, который будет показывать горы, там где на самом деле впадины. Я конечно утрирую, но неправильно отрисовать структуру - это действительно возможно.

Насчет "подтянул скорости" идея хорошая и она даже реализована в методе обратного каротажа. Это хорошо работает, если геологические условия спокойные, и много скважин  (как в западной сибири).

nizhlogger 327 11
Авг 11 #13

Да собственно везде залегают. 

Доломиты это разновидность известняка прошедшего этап доломитизации который откладывался на относительном мелководье. Глина это более глубоководные отложения. Любое понижение уровня моря приводило к тому что над глинами начинал откладываться известняк который часто со временем в значительной части доломитизировался. Мощности конечно бывают разные но сам по себе факт чередования доломитов и глин вполне обычен. 

Ilia 19 9
Авг 11 #14

Не везде залегают ))) Для того, чтобы образовывались карбонатные отложения необходимо два фактора - отсутствие привноса терригенного материала и большое количество биологического материала, который будет поставлять кальций.

Если хотите могу даже места конкретно назвать, где эти условия не соблюдались и поэтому доломиты в разрезе или напрочь отсутсвуют или залегают очень тонкими прослоями ;)

 И все же мне по-прежнему интересно услышать от вас пример конкретного месторождения, где над многокилометровой толщей глин залегает толща доломитов. 

 

Unknown 1640 14
Авг 11 #15

Ilia пишет:

 И все же мне по-прежнему интересно услышать от вас пример конкретного месторождения, где над многокилометровой толщей глин залегает толща доломитов. 

 

для отрицаетельного градиента не нужна "многокилометровая" толща, хватает и 500-700 м.

Пример - Волго-Урал.

nizhlogger 327 11
Сен 11 #16

Я конечно не глобальный геолог. Всего не знаю. Из знакомого - Средиземное море. Там широко распространена формация Мессина. Залегает неглубоко от дна. Мощность на нашем участке была 60 - 200м.  Состоит в основном из эвапоритов и прослоев карбонатов в том числе и доломитов. Главное что она очень высокоскоростная. Ниже километрами идут вперемешку глины и алевролиты. А также карбонатные комплексы. но это где и как попадёшь.

Знаю потому что эта Мессина большая проблема для сейсмиков.  

converge 3 9
Сен 11 #17

Интересно.. А речь идет не об участке к северу от Синая? )

makis 35 10
Ноя 11 #18

отрицательный градиент на сколько я понимаю даст перевернутый годограф, тк время и скорость имеют обратно пропорциональную связь... На практике честно такого никогда не видел, да и думаю врядли такое возможно тк  средняя скорость всегда будет возростать с глубиной, даже врядли такое возможно что градиент будет раным нулю скорее он будет всегда больше нуля

 

ruslan_saf 26 10
Янв 14 #19

Почитал ветку и возник вопрос.
что лучше (правильнее) использовать средние скорости или поинтервальные (попластовые) при пересчете из времени в глубину?
Если средние то получается сразу можно пересчитать любую поверхность в глубину?
Если интервальные то надо идти пошагово сверху вних слой за слоем?
Или результат будет одинаковый
 

Unknown 1640 14
Янв 14 #20

ruslan_saf пишет:
Почитал ветку и возник вопрос.
что лучше (правильнее) использовать средние скорости или поинтервальные (попластовые) при пересчете из времени в глубину?
Если средние то получается сразу можно пересчитать любую поверхность в глубину?
Если интервальные то надо идти пошагово сверху вних слой за слоем?
Или результат будет одинаковый
 

Однозначного ответа нет. Одинаковый результат будет при простой геологии.
Послойную скоростную модель стоит делать, например, если существенно меняются толщины пластов по площади.

супевайзер 1 5
Фев 15 #21

Предлагаю обсудить эффект,наблюдаемый при отработке обращенного МСК. При отработке снизу вверх с равномерным шагом при уменьшении глубины время возрастает, особенно при прохождении подошвы ЗМС.Мы имеем дело с отрицательным градиентом средних скоростей, как в таком случае перейти к интервальным-цель поиск подошвы ЗМС и оптимальных условий для размещения заряда.

 Получается, что влияние на время прихода волны, вышележащий интервал оказывает большее влияние ,чем уменьшение глубины. Промоделировав эту ситуацию,пришел к выводу,что над подошвой ЗМС  лежит интервал с аномально низкой скоростью.

Go to top