Геофизические исследования: статья

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ НЕЛИНЕЙНОГО МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ НИЗКОЧАСТОТНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АНОМАЛИИ НАД ЗАЛЕЖАМИ УГЛЕВОДОРОДОВ
И.Я. Чеботарёва
Институт проблем нефти и газа РАН
Журнал: Геофизические исследования
Том: 25
Номер: 1
Год: 2024
Страницы: 86-102
УДК: 550.3; 504.5.06
DOI: 10.21455/gr2024.1-6
Ключевые слова: низкочастотная пассивная сейсмика, нефть, газ, сейсмическая эмиссия, пористые среды, термодинамический индикатор, энтропия Климонтовича.
Аннотация: Рассмотрены вопросы, связанные с возможным механизмом генерации низкочастотной аномалии сейсмического фона над залежами углеводородов в диапазоне частот 1–10 Гц. В связи с этим обсуждается недавно обнаруженная нами при анализе сейсмического фона на поверхности эмпирическая линейная зависимость термодинамического индикатора состояния геосреды от суммарной толщины продуктивных интервалов в скважине около точки регистрации. Упомянутая зависимость обеспечивает возможность построения карт продуктивности на месторождениях углеводородов на стадии разведки и разработки месторождений, а также выбор наиболее перспективных точек для бурения скважин. Анализ известных опубликованных данных и результаты наших исследований по сейсмической эмиссионной томографии свидетельствуют о непротиворечивости гипотезы нелинейного механизма генерации над залежами углеводородов низкочастотной компоненты сейсмического фона на разностной частоте гармоник с близкими частотами, которую предложил Э.Д. Роде [Rode, Nasr, Makhous, 2010]. В случае, если гипотеза Э.Д. Роде верна, соотношение наблюдаемых геофизических параметров приводит к предположению, что нелинейные акустические эффекты в пористых и трещиноватых породах-коллекторах с многокомпонентным насыщением развиваются на медленных продольных волнах Био второго рода P2.
Список литературы: Арутюнов С.Л., Лошкарев Г.Л., Графов Б.М., Сиротинский Ю.В., Новицкий М.А., Немта-рев В.И., Кузнецов О.Л., Шутов Г.Я., Резуненко В.И., Черненко А.М. Способ вибросей-сморазведки при поиске нефтегазовых месторождений / Патент РФ на изобретение № 2045079 от 27.09.1995.

Валяев Б.М. Углеводородная дегазация Земли, геотектоника и происхождение нефти и газа // Дегазация Земли и генезис нефтегазовых месторождений. К 100-летию со дня рож-дения П.Н. Кропоткина / Под ред. А.Н. Дмитриевского и Б.М. Валяева. М: ГЕОС, 2011. С.10–30.

Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. М.: Наука, 1979. 384 с.

Голицын Б.Б. Избранные труды. Т. 2. М.: АН СССР, 1960. С.411–413.

Графов Б.М., Арутюнов С.Л., Казаринов В.Е., Кузнецов О.Л., Сиротинский Ю.В., Сунцов А.Е. Анализ геоакустического излучения нефтегазовой залежи при использовании тех-нологии АНЧАР // Геофизика. 1998. № 5. С.24–28.

Гулиев И.С., Юсубов Н.П., Гусейнова Ш.М. О механизме образования грязевых вулканов в Южно-Каспийской впадине по данным 2D- и 3D-сейсморазведки // Физика Земли. 2020. № 5. С.131–138.

Климонтович Ю.Л. Статистическая теория открытых систем. Т. 1. М.: Янус, 1995. 624 с.

Кудрявцев Н.А. Генезис нефти и газа. Л.: Недра, 1973. 216 с.

Кукуруза В.Д., Кривошеев А.В., Иванова Е.З., Пекельная Е.В. Геоэлектрическая модель уг-леводородной залежи // Геоинформатика. 2019. № 4. С.50–55.

Курленя М.В., Сердюков С.В. Нелинейные эффекты при излучении и распространении вибросейсмических сигналов в массиве горных пород // Физико-технические проблемы полезных ископаемых. 1999. № 2. С.3–10.

Михайлов Д.Н. Различие продольных волн Френкеля–Био в водонасыщенной и газонасыщенной пористых средах // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2006. № 1. С.121–130.

Напреев Д.В., Оленченко В.В., Поспеева Е.В., Антонов Е.Ю. Геологическая информатив-ность комплекса электроразведочных и геохимических методов при поисках нефти в условиях Западной Сибири // Нефть. Газ. Новации. 2016. № 1. С.42–44.

Николаев С.А., Овчинников М.Н. Генерация звука фильтрационным потоком в пористых средах // Акустический журнал. 1992. Т. 38, № 1. С.114–118.

Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика. М.: Недра, 1996. 447 с.

Николаевский В.Н., Басниев К.С., Горбунов А.Т., Зотов Г.А. Механика насыщенных пори-стых сред. М.: Недра, 1970. 339 с.

Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. Л.: Судостроение, 1981. 264 с.

Павлинова Н.В., Шахова А.Ю. Роль грязевого вулканизма при формировании нефтегазо-вых залежей Южно-Пильтунского участка Пильтун-Астохского месторождения на шельфе острова Сахалин // Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования. 2016. № 2. С.74–81.

Перспективный метод поиска нефтегазовых залежей. Беседа с академиком А.Ю. Цивадзе // Вестник Российской академии наук. 2014. Т. 84, № 3. С.249–252.

Рапопорт М.Б., Рапопорт Л.И., Рыжков В.И. Поиск и разведка залежей нефти и газа на основе эффекта их сейсмической неупругости // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2002. № 5. С.55–59.

Руденко О.В., Солуян С.И. Теоретические основы нелинейной акустики. М.: Наука, 1975. 289 с.

Чеботарева И.Я., Дмитриевский А.Н. Диссипативная сейсмика // Физическая мезомехани-ка. 2020. Т. 23, № 1. С.14–32.

Чеботарева И.Я., Роде Э.Д. Диссипативная сейсмика для оценки параметров углеводо-родного коллектора // Физика Земли. 2023. № 4. С.163–174.

Biot M.A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated Porous Solid (I. Low fre-quency range, II. Higher frequency range) // Journal of the Acoustical Society of America. 1956. V. 28, N 2. P.168–191.

Carter J.A., Barstow N., Pomeroy P.W., Chael E.P., Leany J. High-frequency seismic noise as a function of depth // Bulletin of the Seismological Society of America. 1991. V. 81, N 4. P.1101–1114.

Chebotareva I.Ya. Emission seismic tomography – the tool to study fracturing and fluidodynam-ics of the Earth crust // Georesources. 2018а. V. 20, N 3. P.238–245.

Chebotareva I.Ya. Ray Tracing Methods in Seismic Emission Tomography // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2018b. V. 54, N 2. P.201–213. DOI: 10.1134/S1069351318020040

Chebotareva I.Ya. Remote Evaluation of Hydrocarbon Reservoir Productivity under Big Noisi-ness // Journal of Mining Science. 2022. V. 58, N 3. P.366–375. DOI: 10.1134/S1062739122030036

Chebotareva I.Ya., Rode E.D., Dmitrievskiy A.N. A Thermodynamic Indicator for Remote As-sessment of the Productivity of a Hydrocarbon Reservoir // Doklady Earth Sciences. 2021. V. 500, N 2. P.857–860. DOI: 10.1134/S1028334X21100068

Chebotareva I.Ya., Volodin I.A. Criterion of the Order Degree for Self-Oscillating Regimes in the Analysis of Geophysical Medium Dynamics // Doklady Earth Sciences. 2010. V. 432, N 1. P.618–621. DOI: 10.1134/S1028334X10050156

Holzner R., Eschle P., Zurcher H., Lambert M., Graf R., Dangel S., Meier P.F. Applying micro-tremor analysis to identify hydrocarbon reservoirs // First Break. 2005. V. 23, N 5. P.41–46.

Lambert M., Schmalholz S.M., Saenger E.H., Steiner B. Low-frequency microtremor anomalies at an oil and gas field in Voitsdorf, Austria // Geophysical Prospecting. 2009. V. 57. P.393–411.

Makhous M., Rode E.D., Kaya S. Application of the Infrasonic Passive Differential Spectrosco-py (IPDS) for Hydrocarbon Direct Detection and Reservoir Monitoring in fields of the North-Caspian Basin: Achievements and Challenges // Abstracts. SPE/EAGE Reservoir Characterization and Simulation Conf. Abu Dhabi, UAE, 19–21 October 2009. SPE, 2009. 14 p. DOI: 10.2118/125385-MS

Pirson S.J. Significant Advances in Magneto-electric Exploration // Unconventional Methods in Exploration for Petroleum and Natural Gas. Proc. Symp. II-1979 / Ed. B.M. Gottlieb. Dallas, Texas: Southern Methodist University Press, 1981. P.169–196.

Potylitsyn V., Kudinov D., Kokhankova E., Shaydurov G. The results of observing the seismoe-lectric effect in a gas condensate hydrocarbon field using a source of seismic field // Inter-national Journal of GEOMATE. 2020. V. 20, N 77. P.33–39.

Rode E.D., Nasr H., Makhous М. Is the future of seismic passive? // First Break. 2010. V. 28, N 7. P.77–80.

Saenger E.H., Schmalholz S.M., Lambert M., Nguyen T.T., Torres A., Metzger S., Habiger R.M., Müller T., Rentsch S., Méndez-Hernández E. A passive seismic survey over a gas field: Analysis of low-frequency anomalies // Geophysics. 2009. V. 74, N 2. P.O29–O40.

Silin D., Goloshubin G. An asymptotic model of seismic reflection from a permeable layer // Transport in Porous Media. 2010. V. 83, N 1. Р.233–256.

Westervelt Р.J. Parametric acoustic array // Journal of the Acoustical Society of America. 1963. V. 35, N 4. P.535–537.

Withers M.M., Aster R.C., Young C.J., Chael E.P. High-frequency analysis of seismic back-ground noise as a function of wind speed and shallow depth // Bulletin of the Seismological Society of America. 1996. V. 86, N 5. P.1507–1515