1/v=(1-Kп -Кг)/Vск+Кг/Vг+Кп/Vф,

r=(1-КпКг)rск+Кгrг+Кпrф,

где v и r – соответственно скорость продольных волн и плотность породы, характеризуемой коэффициентами пористости (kп) и глинистости (kг); Vcк Vг и Vф – скорость продольных волн в скелете породы, глинистом материале и флюиде, заполняющем поры; r_ск, r_г и r_ф – плотность скелета, глинистого материала и флюида. Причем изменяющимися по разрезу можно считать лишь величины Kп, Kг, V и r.

Зная константы уравнения, вариации пористости и глинистости по разрезу, можно перейти к акустической модели и, наоборот, от акустической модели к литологической через значения V и r. Основная сложность заключается в том, что, как правило, не известны ни детальные скоростные характеристики разреза, ни плотностные, а необходимые константы из уравнений известны только приблизительно. Лишь в точках заложения тех глубоких скважин, в которых проведен достаточно полный комплекс промыслово-геофизических исследований, возможно, построить детальную одномерную литолого-акустическую модель среды. В большинстве же скважин информация ГИС позволяет оценить приблизительно состав пород и их пористость (в основном по данным КС и ПС).

Методическая схема определения литологических характеристик пород разреза по сейсмическим материалам заключается в следующем. На площади (или профиле) выбирают эталонную скважину, разрез которой наиболее полно исследован, и имеющаяся информация ГИС позволяет определить в выделенных пластах скорость, коэффициенты общей пористости и глинистости. Скорости целесообразно скорректировать за систематические погрешности по данным СК/ВСП или по специальным методикам [5]. В пластах, где по каким-либо причинам неточно определены величины Кп и Кг можно задать пределы их вероятного изменения. Вводят приблизительные значения скоростей в твердом скелете породы, глинистом материале и флюиде. Если в данном районе нет тесных корреляционных связей между скоростью и плотностью пород, то с целью учета плотностей вводят априорные значения плотностей скелета, глинистого материала и флюида. Это позволяет существенно снизить погрешности при последующем моделировании волновых полей [5].

Затем с помощью алгоритма определения представительной области модальных значений Vск и Vг, скоростной зависимости, а также значений V, Кг и Кп уточняют Vск И Vг, причем при этом в значительной степени компенсируется возможная неточность задания Vф. Теперь, используя скоростную зависимость и значения Vск, Vг и Vф, можно перейти через пределы изменения коэффициентов общей пористости (DKп) и глинистости (DKг) к пределам возможной вариации скорости в пластах модели. Если для эталонной модели определены DKп/DKг, то согласно предложенной методике [5] по сейсмической трассе уточняют скорости. Через скоростную зависимость с учетом пределов DKп/DKг находят поправки для соответствующих коэффициентов Kп/Kг. Исходя из предположения, что в разрезе можно выделить несколько групп пластов, имеющих тесную свойственную каждой группе корреляционную связь между значениями скорости и одного из коэффициентов Kп - Kг, методом статистической оптимизации производят определение таких групп.

Правомерность выделения групп обосновывается возможными отличиями связей V–Kп, V–Kг для низкопористых и высокопористых пород, с различным содержанием глинистого материала, разного возраста, минерального состава или флюидонасыщения и т. п.

В том случае, если по одной из этих причин составляющие скоростной зависимости не соответствуют свойствам некоторых пластов (например, при их газонасыщенности, АВПД или особом минеральном составе), параметры таких пластов выдаются программой на печать. Интерпретатору следует формально скорректировать литологические свойства таких пластов (например, при газонасыщении задать большую фиктивную пористость) и в дальнейшем оценивать изменение их свойств только по латерали. При последующем расчете литологических характеристик разреза в случае резкого роста величин Kп следует учесть возможность замены минерализованной воды в порах породы нефтью или газом.

В результате обучения на параметрах эталонной литолого-акустической модели уточнены составляющие уравнений, параметры сейсмического импульса, определен вид и количественно оценена устойчивость связей V–Kп, V–Kг. Следующий шаг заключается в том, чтобы определить вариации коэффициентов Kп и Kг узловых (реперных) точках профиля. Для этого в местах расположения скважин или по результатам корреляции кривых ГИС строят приблизительные литолого-акустические (присутствует информация о скоростях) или литологические модели. С помощью формирования таких моделей можно проверить различные геологические концепции строения среды и выбрать вариант, в большей степени соответствующий сейсмическим данным.

Для каждого пласта узловой модели задают пределы изменения коэффициентов общей пористости и глинистости (DKп, DKг), приблизительное время привязки кровли модели и окно ее уточнения. В этом случае, исходя из условия Kп+Kг Ј 1, устойчивости связей V–Kп, V–Kг и пределов изменения скорости, проводят прогноз скоростей модели. Верхний предел значений скорости рассчитывают из условия минимально допустимой пористости и максимального содержания материала скелета в породе, нижний – из условия максимальной пористости и минимального содержания материала скелета. Полученные скорости корректируют по реальной сейсмической трассе [5]. Затем осуществляют обратный переход от скоростей к литологическим коэффициентам через корреляционные связи V–Kп, V–Kг. Полученные коэффициенты Kп/Kг уточняют исходя из условий удовлетворения скоростному уравнению, неравенству Kп+KгЈ 1 и пределам их допустимой вариации DKп/DKг. Причем преимущественно уточняют коэффициенты, имеющие наименее тесные связи со значениями скорости, а степень уточнения определяется соотношением количественных характеристик устойчивости корреляционных связей [З].

Таким образом, в узловых точках на профиле определяют литологические модели Kп–Kг. Переход к коэффициентам проницаемости (Kпр) осуществляется на основе общих нелинейных зависимостей Kп–Кпр и Кг–Кпр. Узловые модели целесообразно располагать в местах заложения скважин и резкого изменения динамических и кинематических характеристик сейсмической записи на профиле.

В качестве примера применения ПЛК можно привести решение задачи оценки коллекторских свойств нефтеносного пласта БC_1-3 в районе расположения скв. 3500, 544, 107 Быстринской площади Западной Сибири (рис. 1). Коллекторские свойства пласта БC_1-3 считались выдержанными по латерали и оценивались по результатам исследований в скв. 3500 и 107. Однако пробуренная впоследствии скв. 544 позволила обнаружить полную глинизацию продуктивного горизонта.

Для прогноза коллекторских свойств пласта БC_1-3 по имеющейся промыслово-геофизической информации в скв. 3500 и 107 были сформированы исходные литолого-акустические модели. В месте расположения скв. 544 в пределы изменения DKп и DKг в пластах узловой модели была заложена возможность глинизации всех песчаных пластов и частичного опесчанивания пластов глинистых, т. е. информация, полученная в результате бурения скв. 544, намеренно не учитывалась. Результат расчета литологических параметров способом ПЛК приведен на рис. 2. Отчетливо заметна глинизация пласта БС_1-3 в промежутке между скв. 3500 и 107. Для контроля результата и сравнения были получены разрезы ПЛК с учетом информации скв. 544 (рис. 3), Можно отметить, что границы глинизации БС_1-3 на рис. 2 и рис. 3 практически полностью совпали. Кривые глинистости, общей пористости и проницаемости на разрезах ПЛК представлены во временном масштабе, частотный диапазон 10– 70 Гц. В промежутках между узловыми моделями литологические параметры уточнялись с привлечением сейсмической информации:

При использовании способа ПЛК важно выбрать оптимальное соотношение между детальностью геологических построений и той геолого-геофизической информацией, которая имеется в распоряжении интерпретатора. В зависимости от геолого-геофизической изученности района исследований и особенностей его седиментационного строения исследователь может столкнуться с двумя разными ситуациями. Первая и наиболее благоприятная отмечается, когда осадочный разрез с большой степенью достоверности аппроксимируется хорошо коррелируемыми в промежутках между скважинами тонкими пластами, причем для каждого пласта оценены возможные изменения Kг и Kп по латерали. К подобной ситуации достаточно близок приведенный пример расчета разрезов ПЛК по Быстринской площади. По разрезу, сложенному латерально выдержанными осадками морского происхождения, имелась достаточная промыслово-геофизическая информация (данные АК, СК, ВСП, ГГК-П, НК, КС и ПС).

Вторая и наименее благоприятная ситуация возникает тогда, когда нельзя выделить в разрезе тонкие квазиоднородные пласты, т. е. корреляция пластов невозможна из-за недостатка информации ГИС вследствие либо сложного седиментационного строения разреза, либо присутствия обоих факторов. Здесь следует ориентироваться на интегральную оценку литологических характеристик в пределах относительно выдержанных среднеслоистых пачек мощностью порядка четверти длины сейсмической волны и более, намеченных путем корреляции сейсмических отражений, и анализа априорной информации. Кривые коэффициентов Kг, Kп и Kпр в данном случае существенно загрублены и сглажены, что должно осложнить их геологическую интерпретацию. Однако достаточных размеров осадочные образования, обладающие аномальными акустическими свойствами, могут быть выделены даже в этой ситуации.

На рис. 4 представлен результат прогноза литологии по профилю 0185125 (Ставропольский край, Русский Хутор) лишь по скв. 83 РХС, причем данные об изменении литологических параметров по профилю задавались очень приблизительно (±10–15% от значений Кп и Кг, оцененных в скв.83 РХС). Несмотря на столь неблагоприятные условия применения способа ПЛК, вызванные лишь необходимостью предварительной оценки сейсмического материала, в интервале ПК 5800 – ПК 7200, 2475–2490 мс удалось выявить области опесчанивания, как оказалось впоследствии, связанные с известной неантиклинальной залежью. Наиболее информативно сочетание разрезов коэффициента глинистости (литология) и коэффициента проницаемости (коллекторские свойства).

Методика использования способа ПЛК носит итерационный характер, когда на основе анализа полученных разрезов ПЛК вносят изменения в исходные параметры узловых моделей и варьируют их число, просчитывают альтернативные гипотезы литологического строения отдельных пачек либо на самых первых этапах корректируют временное положение кровли. В способе ПЛК в принципе возможна формализация результатов седиментогенетического [1] и сейсмостратиграфического анализов сейсмической записи. Таким образом, предложенный способ ПЛК позволяет наиболее полно учитывать и использовать весь комплекс имеющейся информации сейсморазведки и ГИС, а также количественно оценить достоверность альтернативных геологических концепций строения среды.

Оценку литологических и коллекторских свойств пород по разрезу ПЛК можно удачно комбинировать с изучением специфики отображения различных седиментогенетических систем в параметрах сейсмической записи, палеоструктурными построениями на основе данных о литологии и пористости пород и, конечно, с анализом первичных материалов ГИС [2, 4]. Набор горизонтальных срезов и разрезов ПЛК (куб данных) с вмонтированными кривыми ГИС, результаты палеопостроений на основе разрезов ПЛК вместе с оценкой обстановок осадконакопления, интерпретируемые как единый комплекс геолого-геофизической информации, представляются методически оптимальными для исследования осадочных образований и нефтегазовых залежей в районах со спокойной тектоникой.

Применение способа ПЛК особенно эффективно при детальных исследованиях на поисковых площадях. Детальность получаемых литологических характеристик сопоставима с разрешающей способностью методов ГИС, т. е., мощность исследуемых пластов варьирует от нескольких десятков до нескольких метров. Целесообразно ориентироваться на выделение неоднородностей, превышающих 0,1 длины сейсмической волны [5].

Формализовать процесс оценки представительности того или иного набора промыслово-геофизической информации крайне сложно. Однако основными критериями ценности информации являются число выделенных с ее помощью пластов с мало изменяющимися по латерали характеристиками, пластов с уточненными пределами вероятного изменения глинистости и пористости, а также пластов, существенно меняющих свою мощность по профилю при условии, если изменение мощностей в явном виде не отображается на сейсмической записи. Вопрос о минимальном количестве используемых скважин и необходимом объеме исходной информации ГИС должен решаться самим интерпретатором исходя из специфики поставленной задачи, особенностей геологического строения района и возможностей привлечения дополнительной априорной информации.

1. Авербух А. Г.. Бусыгин Г. В., Клигер И. А. Прогноз коллекторов в неантиклинальных ловушках на основе седименто-генетического анализа данных детальной сейсморазведки и бурения / В сб.: Методика поисков и разведки нефтегазоносных объектов нетрадиционного типа.– М.: Наука.– 1990.

2. Клигер И. А.. Крылов Д.. Н. О специфике отображения различных седиментационных систем в параметрах сейсмической записи // Изв. вузов. Сер. Геология и разведка.– 1990.– № 8.

3. Крылов Д. Н. Пересчет сейсмических трасс в кривые литологических параметров с привлечением априорной геолого-геофизической информации // Нефтегазовая геология и геофизика,– Вып. 12.– 1990.

4. Крылов Д. Н. К методике палеореконструкции сейсмических разрезов // Нефтегазовая геология и геофизика.– Вып. 6,– 1990.

5. Крылов Д. И; Шилин К. К. Использование оптимизационных алгоритмов при комплексной интерпретации геофизической информации // Обзор ВИЭМС.– 1989.

An approach to obrain clay percentage and total porosity and permeability characteristics from seismic and well log data is presented. Parameters of simple equations controlling acoustic and lithologic characteristics are optimized and complex correlation equations between these characteristics are defined from the most explored atalon well data. Using these equations, restrictions on porosity and clay percentage are assessed on the basis of the optimized seismic modelling values for porosity, clay coefficients and permeability.