способ морской многоволновой многокомпонентной сейсморазведки

Формула изобретения

1. Способ морской многоволновой многокомпонентной сейсморазведки, включающий генерирование в толще воды продольных упругих волн буксируемым судном источником, регистрацию отраженных волн группой донных приемных устройств, обработку данных и их интерпретацию для выявления морских углеводородных месторождений, отличающийся тем, что осуществляют синхронную регистрацию полного волнового поля донными приемными устройствами и многоканальной приемной установкой (МПУ), буксируемой в водной толще за судном, причем в качестве донных приемных устройств используют установленные в заданном районе акватории автономные донные сейсмические станции (АДСС), в качестве МПУ используют две буксируемые сейсмокосы: сейсмокосу ближней зоны (БЗ) и сейсмокосу дальней зоны (ДЗ), при этом для сейсмокосы ДЗ устанавливают постоянный вынос от источника, для сейсмокосы ДЗ устанавливают вынос R, определяемый расстоянием выхода в первые вступления рефрагированных и головных волн от целевых горизонтов в соответствии с выражением

2H<R 3Н,

где Н - глубина заданного целевого горизонта,

при обработке данных продольных волн, принятых МПУ, дополнительно используют скоростные параметры разреза, получаемые при обработке компонентных данных продольных и поперечных волн, синхронно зарегистрированных АДСС, а для интерпретации данных и построения моделей исследуемых объектов используют кинематические и динамические характеристики всей совокупности отраженных, рефрагированных, головных продольных и поперечных волн, синхронно зарегистрированных АДСС и МПУ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что генерирование в толще воды упругих волн осуществляют мощным широкополосным (3-125 Гц) импульсным источником или источником сложных сигналов, обеспечивающими распространение возбужденных сейсмических волн на расстояние не менее максимального выноса R_max АДСС от источника.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что АДСС размещают вдоль линии заданного профиля при двумерной (2Д) сейсморазведке или по заданной площади морского дна при пространственной (3Д) сейсмосъемке с удалением АДСС друг от друга на расстояния не больше выноса R сейсмокосы Д3, при этом максимальный вынос R _max источника от АДСС устанавливают по значению требуемой глубины H_max исследований из соотношения R_max 3Н_max.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что регистрацию продольных и поперечных волн в АДСС осуществляют посредством трехкомпонентного (х, у, z) сейсмоприемного модуля и гидроакустического датчика давления с последующим накоплением измерительной информации, а местоположение АДСС на дне моря и при всплытии АДСС определяют с помощью средств гидроакустического и радионавигационного позиционирования, используя автономные донные самовсплывающие сейсмостанции, например АДСС “Ларге”.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сейсмокосу Д3 удаляют от излучателя на расстояние R, отмечаемое головным буем сейсмоскосы Д3, с помощью кабеля, имеющего положительную плавучесть, глубину буксировки которого регулируют гидродинамическими заглубителями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике проведения морских сейсморазведочных работ и может быть использовано для изучения осадочных разрезов на акваториях морей и океанов с целью выявления морских углеводородных месторождений.

Традиционно сейсморазведочные работы в море проводят с использованием специализированных судов. В качестве источников упругих волн используют одиночные или групповые пневмоизлучатели, буксируемые за судном, а регистрацию отраженных волн осуществляют приемными устройствами буксируемой судном сейсмокосы (двухмерная сейсморазведка - 2Д) [8-10]. Для пространственной (3Д) сейсморазведки, как правило, используют два судна с буксируемыми приемными сейсмокосами [5], либо излучение продольных волн производят [4, 9] разнесенными по бортам судна линиями пнвмоизлучателей. Для увеличения глубинности сейсморазведки применяют два движущихся друг за другом судна, оснащенных источниками, а прием сейсмических сигналов осуществляют на сейсмокосу, буксируемую за одним из судов [10], либо две сейсмокосы, синхронно буксируемые друг за другом одним судном [3].

Однако, в ряде случаев, разрешающая способность традиционно применяемых способов сейсморазведки с буксируемыми за судами сейсмокосами оказывается недостаточной, и требуется применение многоволновой (поляризационной) сейсмосъемки.

Известны способы [2, 6, 9] и системы [4, 11] морской многоволновой (поляризационной) сейсморазведки, основанные на регистрации параметров отраженных продольных, поперечных и обменных волн при укладывании приемной сейсмокосы на морское дно [1, 2, 4, 9, 11], либо с помощью донных сейсмических установок (станций) [1, 6, 7].

Общими признаками этих технологий являются генерирование в толще воды продольных упругих волн буксируемым судном источником сейсмических сигналов, регистрация отраженных волн группой донных приемных устройств (установок) и обработка данных измерений с целью выявления морских углеводородных месторождений.

Так, известный способ [2] поляризационной сейсморазведки морского шельфа включает возбуждение источниками продольных упругих волн, регистрацию продольных и обменных волн группами сейсмоприемников (геофонного и гидрофонного типов) морской сейсмической косы в моменты укладки сейсмокосы на морское дно. При этом используют достаточно сложный и не всегда достаточно надежный старт-стопный режим укладывания сейсмокосы на дно при непрерывном замедленном движении судна. Способ [2], в ряде случаев, не удовлетворяет требованиям высокой информативности и избыточности измерений, определение местоположения сейсмоприемников и их ориентации является проблематичным, что отражается на надежности и достоверности при обработке данных.

Известный способ [1] морской сейсмической разведки, принятый за прототип, в одном из своих вариантов позволяет устранить недостаток способа [2] по определению местоположения донных приемных установок путем закрепления к ним плавающих буев.

Однако известный способ [1], включающий генерирование в воде продольных волн и регистрацию продольных и поперечных волн донными приемниками для последующей их обработки с целью выявления залежей углеводородов, как и аналог [2], не обеспечивает потенциальной информативности, разрешающей способности и достоверности, которая может быть получена при синергии способа донной сейсмосъемки с методикой сейсморазведки при буксировании сейсмокосы с увеличенной глубинностью исследований, которая применена в [3].

Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании такого способа морской многоволновой многокомпонентной сейсморазведки, который позволил бы на основе синергии совокупных синхронных измерений донными сейсмоприемниками и буксируемой косой обеспечить потенциальную информативность и достоверность измерений при точной геодезической привязке координат точек измерения и адекватно соответствовал бы современным требованиям к сейсмосъемке акваторий, включая достижения оптимального критерия эффективности, сложности и стоимости.

Основной технический результат способа - повышение достоверности данных измерений и, следовательно, - качества их интерпретации при выявлении морских углеводородных месторождений за счет повышения информативности и избыточности измерений, а также за счет комплексной обработки всей совокупности данных при синхронной регистрации полного волнового поля, включая кинематические и динамические характеристики всей совокупности отраженных (нормальных и широкоугольных), рефрагированных, головных продольных и поперечных волн, синхронно зарегистрированных автономными самовсплывающими донными сейсмическими станциями (типа “Ларге” [7]) и многоканальной приемной установкой, состоящей из буксируемых сейсмокос ближней и дальней зон.

Технический результат достигается следующим образом. Способ морской многоволновой многокомпонентной сейсморазведки, включает генерирование в толще воды продольных упругих волн буксируемым судном источником, регистрацию отраженных волн группой донных приемных устройств, обработку данных и их интерпретацию для выявления морских углеводородных месторождений.

Отличием предлагаемого способа является то, что осуществляют синхронную регистрацию полного волнового поля донными приемными устройствами и многоканальной приемной установкой (МПУ), буксируемой в водной толще за судном, причем в качестве донных приемных устройств используют установленные в заданном районе акватории автономные донные сейсмические станции (АДСС), в качестве МПУ используют две буксируемые сейсмокосы: сейсмокосу ближней зоны (БЗ) и сейсмокосу дальней зоны (ДЗ). При этом для сейсмокосы БЗ устанавливают постоянный вынос от источника, для сейсмокосы ДЗ устанавливают вынос R, определяемый расстоянием выхода в первые вступления рефрагированных и головных волн от целевых горизонтов в соответствии с выражением

где Н - глубина заданного целевого горизонта.

При обработке данных продольных волн, принятых МПУ, дополнительно используют скоростные параметры разреза, получаемые при обработке компонентных данных продольных и поперечных волн, синхронно зарегистрированных АДСС, а для интерпретации данных и построения моделей исследуемых объектов используют кинематические и динамические характеристики всей совокупности отраженных, рефрагированных, головных продольных и поперечных волн, синхронно зарегистрированных АДСС и МПУ.

Способ также отличается тем, что генерирование в толще воды упругих волн осуществляют мощным широкополосным (3-125 Гц) импульсным источником или источником сложных сигналов, обеспечивающими распространение возбужденных сейсмических волн на расстояние не менее максимального выноса R_max АДСС от источника.

Кроме того, отличием способа является то, что АДСС размещают вдоль линии заданного профиля при двумерной (2Д) сейсморазведке или по заданной площади морского дна при пространственной (3Д) сейсмосъемке с удалением АДСС друг от друга на расстояния не больше выноса R сейсмокосы ДЗ, при этом максимальный вынос R_max источника от АДСС устанавливают по значению требуемой глубины Н_max исследований из соотношения R_max 3Н_max (2).

Отличием способа также является то, что регистрацию продольных и поперечных волн в АДСС осуществляют посредством трехкомпонентного (х, у, z) сейсмоприемного модуля и гидроакустического датчика давления с последующим накоплением измерительной информации, а местоположение АДСС на дне моря и при всплытии АДСС определяют с помощью средств гидроакустического и радионавигационного позиционирования, используя специализированные автономные донные самовсплывающие сейсмостанции, например АДСС “Ларге”.

При этом способ отличается тем, что сейсмокосу ДЗ удаляют от излучателя на расстояние R, отмечаемое головным буем сейсмокосы ДЗ, с помощью специального кабеля, имеющего положительную плавучесть, глубину буксировки которого регулируют гидродинамическими заглубителями.

Приведенная схема иллюстрирует предлагаемый способ морской многоволновой многокомпонентной сейсморазведки.

Способ осуществляют системой морской многоволновой многокомпонентной сейсморазведки, которая включает буксируемые за судном 1 источник 2, сейсмокосу 3 ближней зоны и сейсмокосу 4 дальней зоны с головным буем 5, а также размещенные на морском дне АДСС 6.

Способ морской многоволновой многокомпонентной сейсморазведки осуществляют следующим образом.

С помощью буксируемого за судном 1 источника 2 в толще воды генерируют продольные упругие волны. При этом генерирование в толще воды упругих волн осуществляют мощным широкополосным (3-125 Гц) импульсным источником 2 или источником сложных сигналов, обеспечивающими распространение возбужденных сейсмических волн на расстояние не менее максимального выноса (удаления) R _max АДСС 6 от источника 2.

Регистрацию полного волнового поля осуществляют синхронно посредством совокупности приемных устройств: донными приемными устройствами и буксируемой в водной толще за судном многоканальной приемной установкой МПУ. В качестве донных приемных устройств используют установленные в заданном районе акватории АДСС 6, в качестве МПУ используют две буксируемые сейсмокосы: сейсмокосу 3 ближней зоны и сейсмокосу 4 дальней зоны. При этом для сейсмокосы 3 БЗ устанавливают постоянный вынос (удаление) от источника 2, для сейсмокосы 4 ДЗ устанавливают вынос R, определяемый расстоянием выхода в первые вступления рефрагированных и головных волн от целевых (заданных программой исследований) горизонтов в соответствии с выражением (1). При двумерной (2Д) сейсморазведке АДСС 6 размещают вдоль линии заданного профиля, при пространственной (3 Д) сейсмосъемке АДСС 6 размещают по заданной площади морского дна. При этом АДСС 6 размещают с удалением друг от друга на расстояния не больше выноса R сейсмокосы 4 ДЗ, при этом максимальный вынос R_max источника 2 от АДСС 6 устанавливают по значению требуемой глубины Н_max исследований из соотношения (2).

При этом сейсмокосу 4 ДЗ удаляют от излучателя 2, на расстояние R, отмечаемое головным буем 5 сейсмокосы 4 ДЗ, с помощью специального кабеля, имеющего положительную плавучесть, глубину буксировки которого регулируют гидродинамическими заглубителями.

Регистрацию продольных и поперечных волн в АДСС 6 осуществляют посредством трехкомпонентного (х, у, z) сейсмоприемного модуля и гидроакустического датчика давления (гидрофона) с последующим накоплением измерительной информации, а местоположение АДСС 6 на дне моря и при всплытии АДСС определяют с помощью средств гидроакустического и радионавигационного позиционирования, используя специализированные автономные донные самовсплывающие сейсмостанции, например АДСС “Ларге” [7].

С целью повышения информативности, разрешающей способности и достоверности сейсмосъемки в предлагаемом способе морской многоволновой многокомпонентной сейсморазведки при обработке данных продольных волн, принятых МПУ, дополнительно используют скоростные параметры разреза, получаемые при обработке компонентных данных продольных и поперечных волн, синхронно зарегистрированных АДСС 6, а для интерпретации данных и построения моделей исследуемых объектов и выявления морских углеводородных месторождений используют кинематические и динамические характеристики всей совокупности отраженных, рефрагированных, головных продольных и поперечных волн, синхронно зарегистрированных АДСС 6 и сейсмокосами 3 и 4 МПУ.

Таким образом, синергия совокупности синхронно измеренных данных размещенными на дне АДСС и МПУ, включающей сейсмокосы ближней и дальней зон, позволяет реализовать адекватный современным требованиям информативности и достоверности способ морской многоволновой многокомпонентной сейсморазведки, который при использовании известных технических решений [3, 7] обеспечит высокую эффективность выявления морских углеводородных месторождений при приемлемой сложности и стоимости технологии.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

I. Прототип и аналоги:

1. US 4942557, 17.07.1990 (прототип).

2. RU 2072534 С1, 27.01.1997 (аналог).

3. RU 14681 U1, 10.08.2000 (аналог).

II. Дополнительные источники по уровню техники:

4. RU 7212 U1, 16.07.1998.

5. RU 16407 U1, 27.12.2000.

6. RU 2145102 С1, 27.01.2000.

7. RU 28788 U1, 10.04.2003.

8. Сейсморазведка: Справочник геофизика. В двух книгах/ Под ред. В.П.Номоконова. Кн. первая. - 2-е изд. - М.: Недра, 1990. - 336 с. (с.316-322).

9. RU 93027029/25 А, 27.06.1995.

10. EUA 199900310 А, Бюл. ЕПВ, 1999, №5.

11. RU 28923 U1, 20.04.2003.