Выбор параметров взрывного источника при сейсморазведке 3D в транзитной зоне на севере Пермского края

Площади по берегам водохранилищ и сами водохранилища являются важными объектами для поисков месторождений нефти в Пермском крае, особенно в северной части, которая менее разведана. Для севера Пермского края наиболее показательно открытие в 2012 г. нефтяного месторождения им. Сухарева, большая часть которого находится под акваторией Камского водохранилища. Геофизики Пермского Прикамья имеют значительный опыт изучения транзитных зон (Захаров и др., 2023; Лаптев и др., 2023; Лаптев, Рошмаков, 2013; Неганов и др., 2013; Патент № RU 2369882 C1, Патент № RU 2824335 C1, Патент № RU 61894 U1; Рошмаков и др., 2010; Саловский и др., 2009), включая технологии, предусматривающие использование для возбуждений колебаний малых и сверхмалых зарядов взрывчатого вещества (Патент № RU 2824335 C1). Тем не менее необходимо детальное исследование получающихся сейсмических записей в зависимости от параметров источников. В статье изложен выбор параметров взрывного источника при работах в транзитной зоне на р. Вишере (север Пермского края).

Площадь работ и методика исследований

Река Вишера, протекающая в субмериди-анальном направлении, разделяет площадь работ практически на две части; на крайнем западном углу площади расположены р. Кама и ее пойма. Исследования параметров взрывного источника проводились в ходе опытно-методических работ при подготовке к сейсморазведке 3D. Глубина залегания целевого объекта составляет около 1,5 км.

Целью опытных работ являлся выбор: массы заряда и глубины его заложения в скважину. Решаемые задачи включали нахождение оптимальных параметров взрывного источника, увеличение разрешен-ности сейсмической записи и отношения сигнал/помеха, ослабление волн-помех.

В ходе работ применялись следующие параметры наблюдения и регистрации: количество линий приема – 14 шт.; общее число активных каналов – 3920 шт.; шаг приема ∆X пп = 12,5 м; тип сейсмоприемников – YF-SOLO;

Работа лицензирована в соответствии с CC BY 4.0. Чтобы просмотреть копию

этой лицензии, посетите

количество сейсмоприемников на один канал – 1 прибор; шаг квантования – 0,001 с; длина записи – 3 с.

На площади работ были выбраны пять пикетов возбуждения в разных условиях (р. Вишера и ее пойма): ниже дна под слоем воды в один метр (ПВ 1981 ПК 1158); в низинах в непосредственной близости берега (ПВ 2241 ПК 1116, ПВ 2281 ПК 1115); в низине на расстоянии от берега (ПВ 2341 ПК 1155); на заболоченном участке площади (ПВ 2047 ПК 1246) на расстоянии от берега.

На каждом пикете возбуждения разбурены и отработаны одиночные скважины

Исследованы следующие случаи:

• 1)    ПВ 1981 ПК 1158 скважины с зарядом Q зар = 0,085 кг, 0,17 кг и глубинами 6 м;

• 2)    ПВ 2047 ПК 1246 скважины с зарядами 0,17 кг, 0,255 кг, 0,3 кг, 0,34 кг и глубинами 8 м;

• 3)    ПВ 2241 ПК 1116 скважины с зарядом Q зар = 0,085 кг, 0,17 кг и глубинами 8 м;

• 4)    ПВ 2281 ПК 1115 скважины с зарядом 0,085 кг, 0,17 кг и глубинами 8 м;

• 5)    ПВ 2341 ПК 1155 скважины с зарядом 0,255 кг, 0,3 кг, 0,6 кг и глубинами 8 м.

На рисунках 1, 2 представлены сейсмограммы для пункта взрыва ниже дна реки, отображающие изменения записи в зависимости от массы заряда. Хорошо видно повышение качества записи по мере увеличения массы взрывчатого вещества.

Свод результатов анализа волнового поля для указанных выше пяти случаев приведен в таблице.

Таблица. Количественные атрибуты параметров волнового поля при спектральном анализе (окно анализа 0,5–1,0 с)

Пункт возбуждения	Глубина скважины, м	Масса заряда, кг	Доминирующая частота, Гц	Ширина спектра, Гц	Сигнал/ шум	Вертикальное время, мс
ПВ 1981 ПК 1158, вода	6	0,085	45	41,8	2,27	2,5
ПВ 1981 ПК 1158, вода	6	0,17	23,3	7,4	3,08	5,6
ПВ 2047 ПК 1246, заболоченный	8	0,17	33	21,9	13,16	30
ПВ 2047 ПК 1246, заболоченный	8	0,255	31	21,9	18,02	32
ПВ 2047 ПК 1246, заболоченный	8	0,3	29	23,4	18,71	33,1
ПВ 2047 ПК 1246, заболоченный	8	0,34	29,3	23,4	17,79	29,4
ПВ 2241 ПК 1116, прибрежный	8	0,085	28,1	22,5	4,58	10,7
ПВ 2241 ПК 1116, прибрежный	8	0,17	27	21,9	9,79	10,8
ПВ 2281 ПК 1115, прибрежный	8	0,085	17,2	9,9	14,02	12,5
ПВ 2281 ПК 1115, прибрежный	8	0,17	17,2	12,9	10,99	9,9
ПВ 2341 ПК 1155, низина	8	0,255	31,5	25,2	12,35	8,7
ПВ 2341 ПК 1155, низина	8	0,3	29	23,4	17,66	9,4
ПВ 2341 ПК 1155, низина	8	0,6	30,8	26,9	20,51	10,4

В целом на основе визуального анализа сейсмограмм и комплексной оценки амплитудночастотных характеристик для поймы р. Вишеры наилучшими являются для взрывов:

• а)    ниже уровня воды заряды с массой 0,17 кг (лучше отношение сигнал/шум);

• б)    на заболоченных участках заряды с массой 0,255 кг (лучше отношение сигнал/шум при наименьшем заряде);

• в)    в прибрежных низинах заряды с массой 0,17 кг (в целом лучше отношение сиг-нал/шум);

• г)    в низинах заряды с массой 0,6 кг (максимальное отношение сигнал/шум).

Рекомендуемая глубина скважин на суше – 8 м, для водных условий – 6 м.

^      ?      ?      !      2      ? i ?

Рис. 2. Сейсмограммы для ПВ 1981 ПК 1158. Масса заряда 0,170 кг

Таким образом, анализ выполненных опытных работ, основанный на визуальном изучении сейсмограмм и комплексной оценке амплитудно-частотных характеристик сейсмозаписей, позволил сделать следующие выводы.

На суше оптимальная глубина взрывной скважины составляет 8 м, на воде – 6 м.

Для мелководья (глубина воды до 1 м) и на прибрежных участках площади, оптимальна масса заряда Q зар = 0,170 кг.

В случае заболоченных участков площади необходимо использовать заряд 0,255 кг.

В остальных случаях (низины) стоит использовать массу заряда Q зар = 0,6 кг.

Заключение

В Пермском крае для поисков и разведки месторождений нефти перспективными являются транзитные зоны (мелководье и прилегающие низменности). Для такого рода зон использование сейсмических вибраторов крайне затруднено, поэтому используются взрывные источники. При работах на площадях сейсморазведки 3D в транзитных зонах необходимы опытные работы, нацеленные на выбор оптимальных параметров взрывных источников сейсмических волн. В статье рассмотрен выбор параметров источников для разнообразных условий р. Вишеры и ее поймы (низина, прибрежные условия, мелководье, заболоченные участки). Полевые опытно-методические работы, в которых варьировались главные параметры (глубина скважины и масса заряда), показали, что масса взрывчатого вещества 0,17– 0,60 кг достаточна для получения сигналов с хорошим отношением сигнал/шум. Данные методические подходы, отработанные для транзитных зон р. Вишеры, в целом можно применять и для транзитных зон в других частях Пермского края.