Estymacja wybranych parametrów petrofizycznych na podstawie atrybutów sejsmicznych oraz danych geofizyki otworowej, przedgórze Karpat

Transkrypt

1 stymacja wybranych parametrów petrofizycznych na podstawie atrybutów sejsmicznych oraz danych geofizyki otworowej, przedgórze Karpat Marcin Kobylarski 1, Kaja Pietsch 1, Jerzy Kowalczuk 1 Przegl¹d Geologiczny, vol. 56, nr 7, 2008 stimation of chosen petrophysical parameters on the basis of seismic attributes and well data, the Carpathian Foreland. Prz. Geol., 56: M. Kobylarski K. Pietsch J. Kowalczuk A b s t r a c t.the article presents an attempt of determination of petrophysical parameters distribution within the Cenomanian complex localized in the central part of the Carpathian Foreland. ell-logging data, P and PS wavefields were used in the research. On the basis of the detailed analyses (i.e., seismic modeling, seismic inversion, AVO analysis) distribution of acoustic and elastic impedances, S-wave impedance, P and S-wave velocities and AVO product were calculated. Application of a geostatistical method with a use of obtained attributes and log data enabled estimation of porosity, clay content distributions and gas saturation along the profile. Keywords: multi-component seismic, petrophysical parameters estimation, Carpathian Foreland, Cenomanian complex Mo liwoœæ estymacji przestrzennego rozk³adu parametrów zbiornikowych i z³o owych na podstawie danych sejsmicznych oraz danych geofizyki otworowej stanowi kluczowy element zaawansowanej interpretacji danych geofizycznych. yniki publikowane w literaturze (Gaiser 2000; Hampson i in., 2001; Duffour i in., 2002; Avseth i in., 2005) pokazuj¹ takie mo liwoœci oraz metodykê wykorzystania informacji uzyskanych z danych sejsmicznych (atrybutów obliczonych na podstawie profili fal pod³u nych impedancji akustycznej, wyników analiz AVO, Amplitude Variation with Offset; atrybutów obliczonych na podstawie pól fal przemiennych impedancji fali S) i danych geofizyki otworowej (np. parametrów zbiornikowych). artykule przedstawiono próbê okreœlenia rozk³adów nasycenia gazem, porowatoœci oraz zailenia opart¹ na danych otworowych oraz atrybutach obliczonych na podstawie profili sejsmicznych fal pod³u nych oraz przemiennych. Analizy wykonano w strefie z³o owej zlokalizowanej w piaskowcach cenomañskich obejmuj¹cej z³o e Rajsko. Prace interpretacyjne, analizy i obliczenia dotycz¹ce zarówno danych geofizyki otworowej, jak i danych sejsmicznych wykonano w systemie Hampson-Russell Software. Modelowe krzywe prêdkoœci fali poprzecznej obliczono z wykorzystaniem modu³u stymacja programu Geoin (opracowanego w Katedrze Geofizyki ydzia³u Geologii, Geofizyki i Ochrony Œrodowiska AGH). Charakterystyka geologiczna obszaru badañ Strefa badañ znajduje siê w centralnej czêœci zapadliska przedkarpackiego (ryc. 1). rejonie badañ, w otworze Rajsko-1 stwierdzono: utwory czwartorzêdu (gliny, piaski, wiry), sarmatu oraz badenu górnego (i³owce, mu³owce, piaskowce), badenu œrodkowego (anhydryty, ³upki), bade- KRAKÓ ZAPADLISKO PRZDKARPACKI CARPATHIAN FORDP TARNÓ RZSZÓ K A R P A T Y PRZMYŒL C A R P A T H I A N S km otwory z rop¹ naftow¹ w utworach cenomanu oil-bearing wells in Cenomanian deposits otwory z gazem ziemnym w utworach cenomanu gas-bearing wells in Cenomanian deposits otwory dowiercone do utworów paleozoiku wells piercing Paleozoic deposits inne otwory wiertnicze other wells Ryc. 1. Lokalizacja otworów i profili sejsmicznych na tle mapy mi¹ szoœci cenomanu (wg Baran i in., 1999) Fig. 1. Location of seismic profiles and wells versus thickness map of the Cenomanian complex (after Baran et al., 1999) 1 ydzia³ Geologii, Geofizyki i Ochrony Œrodowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 30, Kraków; kobylarski@ geol.agh.edu.pl, pietsch@agh.edu.pl, kajot@geol.agh.edu.pl 561

2 CDP G R R R Amplituda Amplitude 1,0 0,0 CCP 1267 m G R R R , Amplituda Amplitude 1, ,0 m Ryc. 2. Czêœæ profilu T004 z zaznaczon¹ stref¹ z³o ow¹; A sk³adowa pionowa, B sk³adowa pozioma (w czasie rejestracji fal PS); GR profilowanie naturalnego promieniowania gamma, Mb2 strop badenu œrodkowego, Mb1 strop badenu dolnego, K3 strop kredy górnej, Kc strop cenomanu, J3 strop jury górnej; CDP wspólny punkt g³êbokoœciowy; CCP wspólny punkt konwersji Fig. 2. Part of the T004 profile with indicated gas reservoir zone; A vertical component, B horizontal component (in PS time domain); GR natural gamma ray, Mb2 Middle Badenian top, Mb1 Lower Badenian top, K3 Upper Cretaceous top, Kc Cenomanian top, J3 Upper Jurrasic top; CDP common depth point; CCP common conversion point -1,0 nu dolnego (i³owce, mu³owce), jak równie utwory kredy górnej (wapienie, margle), cenomanu (piaskowce) oraz jury górnej (wapienie, margle). Z³o a ropy naftowej i gazu ziemnego odkryte w utworach mezozoicznych badanego rejonu maj¹ charakter warstwowo-masywowy. Akumulacje górnokredowe s¹ zlokalizowane w kolektorach porowych, a górnojurajskie w kolektorach porowo-szczelinowych (Florek i in., 2006a). Analizowana w artykule strefa obejmuje z³o e gazu Rajsko znajduj¹ce siê w piaskowcach cenomanu, które charakteryzuj¹ siê bardzo dobrymi parametrami zbiornikowymi (Florek i in., 2006b). badaniach wykorzystano profile sejsmiczne fal pod³u nych (ryc. 2A) i przemiennych (ryc. 2B) pochodz¹ce ze zdjêcia 2D-3C Krzeczów-Rajsko wykonanego przez Geofizykê Toruñ Sp. z o.o. (Grzywa i in., 2005) oraz dane geofizyczne z otworów Grobla schód-2, Rajsko-1, Rajsko-2 i Rajsko-3. Na przekrojach sejsmicznych zaznaczono wyinterpretowane podstawowe wydzielenia stratygraficzne (Mb2, Mb1 strop i sp¹g warstw anhydrytowych, K3 strop utworów kredy, Kc strop warstw cenomañskich, J3 strop wapiennych utworów jury) oraz krzyw¹ GR otworów Grobla schód-2, Rajsko-1, 2i3. obrazie sejsmicznym sk³adowej pionowej (ryc. 2A) dobrze widoczne s¹ odbicia o znacznych amplitudach od granic podstawowych kompleksów: dodatni refleks pochodz¹cy od stropu anhydrytu, ujemne odbicie od stropu warstw cenomañskich oraz dodatni refleks od stropu jury. Strefa z³o owa, zlokalizowana w stropowej czêœci piaskowców cenomanu w okolicy otworów Rajsko-1 oraz Rajsko-2 ma zapis anomalny. Identyfikuj¹ j¹ bezpoœrednie wskaÿniki wêglowodorowoœci, tj. bright spot podwy - szona amplituda (ujemna) refleksu pochodz¹cego od stropu horyzontu nasyconego oraz flat spot odbicie od kontaktu woda-gaz. Pod stref¹ nasycon¹ obserwuje siê tak e obni enia czêstotliwoœci spowodowane t³umieniem oraz niewielkie obni enia amplitudy. obrazie sejsmicznym fal przemiennych w podobny sposób zaznaczaj¹ siê podstawowe kompleksy stratygraficzne (ryc. 2B). Natomiast obraz sejsmiczny strefy z³o owej jest zdecydowanie ró ny. obrêbie z³o a nie obserwuje siê podwy szonych amplitud, ujemny refleks pochodz¹cy od stropu piaskowców cenomanu w obrêbie z³o a kontynuuje siê w sp¹gu warstw nasyconych, wyinterpretowany strop cenomanu przecina w zachodniej czêœci z³o a fazê dodatni¹. 562

3 0 VILL 1,0 RAJSKO-1 0 VANH 1,0 0 VCLC 1,0 VILL GR Dens Sw Por V p V s V/V p s (%) [API] [g/cc] (%) (%) [m/s] [m/s] H [m] 0 VQUA 1, , Ryc. 3. Krzywe geofizyki wiertniczej otworu Rajsko-1 z zaznaczon¹ stref¹ z³o ow¹; GR profilowanie naturalnego promieniowania gamma; Dens gêstoœæ; Sw nasycenie wod¹; Por porowatoœæ; V p, V s prêdkoœæ fal P oraz S; objêtoœciowe zawartoœci frakcji ilastej (VILL), anhydrytu (VANH), wapienia (VCLC), kwarcu (VQUA); Mb2 strop badenu œrodkowego; Mb1 strop badenu dolnego; K3 strop kredy górnej; Kc strop cenomanu; J3 strop jury górnej Fig. 3. Rajsko-1 well data with indicated gas saturated zone; GR natural gamma ray; Dens density; Por porosity; V p, V s P and S-wave velocities; volumetric curves for clay content (VILL), anhydrite (VANH), calcite (VCLC), quartz (VQUA); Mb2 Middle Badenian top; Mb1 Lower Badenian top; K3 Upper Cretaceous top; Kc Cenomanian top; J3 Upper Jurrasic top Analiza danych otworowych Pierwszym etapem badañ by³o okreœlenie zale noœci pomiêdzy wybranymi parametrami zbiornikowymi oraz zaileniem a prêdkoœci¹ fali pod³u nej (V p ), a tak e stosunkiem prêdkoœci fali pod³u nej do prêdkoœci fali poprzecznej (V p /V s ). badaniach wykorzystano dane geofizyki wiertniczej pochodz¹ce z otworów Rajsko-1, 2, i 3 oraz Grobla schód-2. adnym z tych otworów nie dysponowano krzywymi prêdkoœci fal S. Dostêpnoœæ krzywych dotycz¹cych objêtoœciowych zawartoœci poszczególnych sk³adników szkieletu skalnego oraz krzywych prêdkoœci fali P, porowatoœci i nasycenia pozwoli³a na obliczenie syntetycznych krzywych prêdkoœci fali S, z wykorzystaniem relacji Biota-Gassmanna (Krief i in., 1989; Ba³a, 2008). Podstawowym narzêdziem korelacji danych otworowych z danymi sejsmicznymi s¹ sejsmogramy syntetyczne. wypadku fal pod³u nych korelacja zosta³a wykonana za pomoc¹ sejsmogramów, obliczonych jako splot rozk³adu wspó³czynników odbicia z sygna³em elementarnym. Dla pól fal przemiennych korelacja odbywa³a siê z u yciem tras syntetycznych obliczonych na podstawie równañ Zoeppritza, z za³o onymi ró nymi odleg³oœciami punktu wzbudzenia od punkt odbioru (offsetami), oraz sygna³u elementarnego. Niezbêdna w procesie dopasowania danych sejsmicznych i otworowych aplikacja poprawek prêdkoœciowych doprowadzi³a do otrzymania poprawionych krzywych prêdkoœci V p, V s, a zatem i V p /V s, które by³y niezbêdne do dalszych analiz, tj. okreœlania zale noœci pomiêdzy prêdkoœci¹ V p i V s a innymi parametrami petrofizycznymi. Korelacjê danych otworowych z polem odbitych fal P wykonano w domenie czasu rejestracji fal P, natomiast w wypadku fal przemiennych PS w domenie czasu rejestracji fal PS. ykonana korelacja pozwoli³a tak e na powi¹zanie odpowiadaj¹cych sobie refleksów na profilach fal P i PS. Poprawione krzywe prêdkoœciowe oraz inne krzywe geofizyki otworowej otworu Rajsko-1 zosta³y przedstawione na rycinie 3. Zale noœci pomiêdzy wybranymi parametrami (porowatoœci¹, zaileniem oraz nasyceniem wod¹ z³o ow¹) a prêdkoœci¹ V p, V s by³y podstaw¹ do wnioskowania o zmiennoœci wybranych parametrów petrofizycznych. Te zale noœci wyznaczono na podstawie opracowanych wykresów krzy owych (ryc. 4, 5i6). p³yw porowatoœci na prêdkoœæ propagacji fal sprê- ystych. ykresy krzy owe, przedstawiaj¹ce zale noœci pomiêdzy prêdkoœci¹ propagacji fali pod³u nej (ryc. 4A) oraz V p /V s (ryc. 4B) a porowatoœci¹ ca³kowit¹ (Por) w kompleksie cenomañskim, zosta³y obliczone na podstawie danych z otworu Rajsko-1. Jeœli przeanalizuje siê rysunek, mo na stwierdziæ, e wraz ze wzrostem porowatoœci prêdkoœæ propagacji fali pod³u nej maleje. Oprócz wp³ywu porowatoœci widoczny jest równie wp³yw nasycenia, 563

4 powoduj¹cy znaczne zmniejszenie V p. danych pochodz¹cych z kompleksu cenomañskiego wzrost V p /V s wraz ze wzrostem porowatoœci (zarówno w wypadku nasycenia przestrzeni porowych gazem, jak i wod¹ z³o ow¹) zaznacza siê w sposób ewidentny. p³yw zailenia na prêdkoœæ propagacji fal sprê ystych. zrost zailenia powoduje spadek prêdkoœci tak fali pod³u nej, jak i poprzecznej. zwi¹zku z tym, e zailenie wp³ywa w wiêkszym stopniu na prêdkoœæ fali S (Minear, 1982; Tosaya & Nur, 1982), jest obserwowany wzrost wartoœci V p /V s wraz ze wzrostem zailenia. Na rycinie 5 widaæ zale noœæ pomiêdzy prêdkoœci¹ fali P (A) oraz V p /V s (B) a zaileniem, przedstawionym w postaci objêtoœciowej zawartoœci frakcji ilastej szkieletu skalnego (VILL). Analiza rysunku pozwala stwierdziæ spadek prêdkoœci propagacji fali pod³u nej ze wzrostem zailenia. Zani one wartoœci V p, charakterystyczne dla grupy punktów (w przedziale prêdkoœci m/s), s¹ zwi¹zane z warstwami nasyconymi gazem. idoczny jest tak e wzrost V p /V s przy zwiêkszonym zaileniu. Poniewa jednak zailenie nie jest znaczne oraz wystêpuje zmniejszenie V p /V s zwi¹zane z nasyceniem gazem, trudno jednoznacznie okreœliæ jego wp³yw na V p /V s. p³yw nasycenia na prêdkoœæ propagacji fal sprê ystych. Nasycenie gazem powoduje znaczne zmniejszenie prêdkoœci fal pod³u nych oraz wartoœci V p /V s, natomiast prêdkoœæ fal poprzecznych wraz ze wzrostem nasycenia prawie siê nie zmienia. Rycina 6 przedstawia zale noœæ pomiêdzy prêdkoœci¹ fali pod³u nej (A) oraz V p /V s (B) a nasyceniem wod¹ z³o ow¹ (Sw). Na wykresach krzy owych jest widoczny skokowy spadek prêdkoœci fal pod³u nych oraz V p /V s w warstwach nasyconych w stosunku do nienasyconych piaskowców cenomañskich. Podsumowuj¹c wyniki uzyskane z wykresów krzy owych, mo na stwierdziæ, e: zale noœci pomiêdzy V p oraz V p /V s a porowatoœci¹ zaznaczaj¹ siê w dobry sposób, a wiêc estymacja porowatoœci na podstawie rozk³adu prêdkoœci (lub impedancji) powinna przynieœæ dobre rezultaty. Dodatkowa informacja o prêdkoœci propagacji fali poprzecznej w znacz¹cy sposób mo e zwiêkszyæ wiarygodnoœæ estymacji, wyraÿnie widoczna zale noœæ pomiêdzy V p a zaileniem mo e byæ podstaw¹ przewidywania zailenia opartego na rozk³adzie prêdkoœci (lub impedancji). Pomocna mo e 564 V p [m/s] V p [m/s] ,90 G ÊBOKOŒÆ [m] 1,80 DPTH [m] ,70 1, , ,40 1, , ,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 VILL VILL V p [m/s] A 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5 Por (%) A A Sw (%) Vp/ Vs 2,00 Vp/ Vs 2,00 Ryc. 5. ykresy krzy owe pomiêdzy V p (A) oraz V p /V s (B) i zaileniem (VILL) dla kompleksu cenomañskiego w otworze Rajsko-1 Fig. 5. Crossplots between V p (A), V p /V s (B) and clay content (VILL) for the Cenomanian complex of the well Rajsko-1 Vp/ Vs 2,00 1,90 G ÊBOKOŒÆ [m] 1,80 DPTH [m] 994 1, , , , ,30 1,20 byæ tak e informacja o V s, jednak ze wzglêdu na niewielkie zmiany zailenia oraz s³absze zale noœci pomiêdzy parametrami wynik mo e byæ obarczony znacznym b³êdem, w wypadku nasycenia wod¹ z³o ow¹ istnieje mo liwoœæ przewidywania nasycenia gazem jedynie w sposób jakoœciowy, ze wzglêdu na skokowy spadek V p oraz V p /V s z nasyceniem. B Sw (%) Ryc. 6. ykresy krzy owe pomiêdzy V p (A) oraz V p /V s (B) i nasyceniem wod¹ (Sw) dla kompleksu cenomañskiego w otworze Rajsko-1 Fig. 6. Crossplots between V p (A), V p /V s (B) and water saturation (Sw) for the Cenomanian complex of the well Rajsko-1 1,90 G ÊBOKOŒÆ [m] 1,80 DPTH [m] 994 1, , , , ,30 1,20 B 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5 Por (%) Ryc. 4. ykresy krzy owe pomiêdzy V p (A) oraz V p /V s (B) i porowatoœci¹ (Por) dla kompleksu cenomañskiego w otworze Rajsko-1 Fig. 4. Crossplots between V p (A), V p /V s (B) and porosity (Por) for the Cenomanian complex of the well Rajsko-1 B

5 ykonano takie same analizy danych z otworu Rajsko-3. Otrzymane wyniki s¹ podobne do przedstawionych w poprzednich rozdzia³ach, jednak ze wzglêdu na brak nasycenia gazem nie wystêpuj¹ zwi¹zane z nim spadki prêdkoœci fali P oraz V p /V s (Kobylarski, 2008). Atrybuty sejsmiczne Przewidywanie rozk³adu wybranych parametrów zbiornikowych oraz zailenia wzd³u przekroju sejsmicznego T004 (ryc. 1 i 2) wymaga³o obliczenia inwersji sejsmicznej fali P i S oraz impedancji elastycznej, jak równie przeprowadzenia analizy zmiany amplitudy fali odbitej z offsetem (AVO). Uzyskano atrybuty bêd¹ce podstaw¹ przewidywania. Inwersja sejsmiczna to proces odwzorowania fizycznej struktury i w³aœciwoœci oœrodka geologicznego na podstawie powierzchniowych pomiarów sejsmicznych. G³ównym celem wykonanej inwersji by³o uzyskanie rozk³adów impedancji akustycznej (iloczyn prêdkoœci fali P i gêstoœci objêtoœciowej) i prêdkoœci na podstawie zarejestrowanych tras sejsmicznych. Ze wzglêdu na dobre rozpoznanie budowy wg³êbnej oœrodka (opracowane i sprawdzone modele sejsmogeologiczne Kobylarski, 2008; Kobylarski i in., 2008) zastosowano inwersjê z wykorzystaniem modelu geologicznego. wyniku wykonanej inwersji zarejestrowanego pola fal pod³u nych otrzymano impedancjê akustyczn¹ (ryc. 7) oraz rozk³ad prêdkoœci fali P. Rozk³ad wartoœci impedancji w dobry sposób odzwierciedla budowê geologiczn¹ oœrodka. Du e wartoœci impedancji charakteryzuj¹ warstwê anhydrytów oraz strop wêglanowych utworów jury, mniejsze wartoœci w stosunku do otoczenia charakteryzuj¹ zaœ piaskowce cenomañskie. Obni enie w obrêbie strefy z³o owej w dobry sposób odzwierciedla nasycenie gazem. Przegl¹d Geologiczny, vol. 56, nr 7, 2008 G-2 R-2 R-1 R-3 G-2 R-2 R-1 R-3 Imp [(m/s) (g/cc)] Ryc. 7. Impedancja akustyczna; GR profilowanie naturalnego promieniowania gamma, Mb2 strop badenu œrodkowego, Mb1 strop badenu dolnego, K3 strop kredy górnej, Kc strop cenomanu, J3 strop jury górnej; CDP wspólny punkt g³êbokoœciowy Fig. 7. Acoustic impedance; GR natural gamma ray, Mb2 Middle Badenian top, Mb1 Lower Badenian top, K3 Upper Cretaceous top, Kc Cenomanian top, J3 Upper Jurrasic top; CDP common depth point Imp [(m/s) (g/cc)] Ryc. 8. Impedancja fali S; GR profilowanie naturalnego promieniowania gamma, Mb2 strop badenu œrodkowego, Mb1 strop badenu dolnego, K3 strop kredy górnej, Kc strop cenomanu, J3 strop jury górnej; CDP wspólny punkt g³êbokoœciowy Fig. 8. S-wave impednace; GR natural gamma ray, Mb2 Middle Badenian top, Mb1 Lower Badenian top, K3 Upper Cretaceous top, Kc Cenomanian top, J3 Upper Jurrasic top; CDP common depth point Opieraj¹c siê na fakcie, e refleksyjnoœæ pól fal przemiennych mo e byæ pod pewnymi warunkami liniowo zale na od refleksyjnoœci pól fal poprzecznych (Hirshe K., 2005 pomoc elektroniczna systemu Hampson-Russell Software; Varga i in., 2007), wykonano inwersjê pola fal przemiennych z wykorzystaniem modelu impedancji fali poprzecznej, opracowanego w skali czasowej fal P. jej wyniku otrzymano rozk³ad impedancji fali poprzecznej (ryc. 8) oraz rozk³ad prêdkoœci fal S. 565

6 Podobnie jak w wypadku pola impedancji akustycznej (ryc. 7) rozk³ad impedancji fali S (ryc. 8) w dobry sposób charakteryzuje poszczególne kompleksy geologiczne. Natomiast w obrêbie strefy nasyconej gazem nie wystêpuj¹ znaczne zmiany wartoœci. Nasycenie gazem nie powoduje bowiem wyraÿnej zmiany prêdkoœci fali S. Rozk³ad V p /V s otrzymany na podstawie prêdkoœci inwersyjnych zosta³ przedstawiony na rycinie 9. Jeœli przeanalizuje siê rysunek, mo na stwierdziæ, i w obrêbie strefy nasyconej gazem obserwujemy zmniejszenie V p /V s do wartoœci ok. 1,45. Impedancja elastyczna (I) jest uogólnieniem oraz rozszerzeniem impedancji akustycznej. Niezbêdne do jej wyznaczenia dane to prêdkoœæ propagacji fali pod³u nej, poprzecznej, gêstoœæ oraz k¹t padania promienia na granicê sejsmiczn¹ (Connolly, 1999). Impedancjê elastyczn¹ mo na obliczyæ na podstawie sum k¹towych, traktowanych jako splot impedancji elastycznej z sygna³em elementarnym danej sumy k¹towej. Po analizie sum k¹towych z ró nych przedzia³ów k¹tów wykorzystano sumy odpowiadaj¹ce k¹tom ok. 7 oraz ok. 30. Obliczone impedancje niewielkich oraz du ych k¹tów wykazuj¹ spadki wartoœci w obrêbie stref nasyconych gazem (Kobylarski, 2008). Stosunek impedancji elastycznej k¹ta ok. 7 oraz k¹ta ok. 30 I(7)/I(30) jest przedstawiony na rycinie 10. Analizuj¹c rysunek, mo na stwierdziæ wyraÿne ró nice w wartoœciach charakteryzuj¹cych poszczególne kompleksy geologiczne oraz brak znacznych zmian w obrêbie z³o a gazu. Analiza AVO. Analiza zmian amplitudy z offsetem stanowi wa ny etap interpretacji danych sejsmicznych. AVO analizowane s¹ zmiany amplitudy konkretnego refleksu sejsmicznego w funkcji odleg³oœci Ÿród³o-odbiornik (a zarazem i w funkcji k¹ta padania promienia sej- Ryc. 9. Rozk³ad V p /V s obliczony na podstawie danych pochodz¹cych z inwersji; GR profilowanie naturalnego promieniowania gamma, Mb2 strop badenu œrodkowego, Mb1 strop badenu dolnego, K3 strop kredy górnej, Kc strop cenomanu, J3 strop jury górnej; CDP wspólny punkt g³êbokoœciowy Fig. 9. V p /V s distribution calculated on the basis of inversion results; GR natural gamma ray, Mb2 Middle Badenian top, Mb1 Lower Badenian top, K3 Upper Cretaceous top, Kc Cenomanian top, J3 Upper Jurrasic top; CDP common depth point Ryc. 10. Iloraz impedancji elastycznych I(7)/I(30); GR profilowanie naturalnego promieniowania gamma, Mb2 strop badenu œrodkowego, Mb1 strop badenu dolnego, K3 strop kredy górnej, Kc strop cenomanu, J3 strop jury górnej; CDP wspólny punkt g³êbokoœciowy Fig. 10. lastic impedances ratio I(7)/I(30); GR natural gamma ray, Mb2 Middle Badenian top, Mb1 Lower Badenian top, K3 Upper Cretaceous top, Kc Cenomanian top, J3 Upper Jurrasic top; CDP common depth point G-2 R-2 R-1 R-3 G-2 R-2 R-1 R-3 Vp/ Vs 3,50 3,41 3,32 3,23 3,14 3,05 2,96 2,88 2,79 2,70 2,61 2,52 2,43 2,34 2,25 2,16 2,07 1,98 1,89 1,80 1,71 1,63 1,54 1,45 1,36 1,27 1,18 1,09 1,00 l(7)/l(30) 6,00 5,63 5,25 4,88 4,50 4,13 3,75 3,38 3,00 566

7 G-2 R-2 R-1 R-3 Przegl¹d Geologiczny, vol. 56, nr 7, 2008 AVO product 1,0 0,0 Ryc. 11. ynik analiz zmian amplitudy z offsetem (AVO product); trasy intercept, GR profilowanie naturalnego promieniowania gamma, Mb2 strop badenu œrodkowego, Mb1 strop badenu dolnego, K3 strop kredy górnej, Kc strop cenomanu, J3 strop jury górnej; CDP wspólny punkt g³êbokoœciowy Fig. 11. Results of amplitude versus offset analysis (AVO product); wiggles intercept, GR natural gamma ray, Mb2 Middle Badenian top, Mb1 Lower Badenian top, K3 Upper Cretaceous top, Kc Cenomanian top, J3 Upper Jurrasic top; CDP common depth point -1,0 smicznego). Zmiana amplitudy z offsetem zale y od relacji prêdkoœci fali pod³u nej, poprzecznej oraz gêstoœci na granicy oœrodków geologicznych, a zatem i od wspó³czynnika Poissona. Gdy wstêpuj¹ utwory piaskowcowe nasycone gazem oraz nadleg³e utwory uszczelniaj¹ce, które charakteryzuje wiêksza prêdkoœæ, nastêpuje wzrost bezwzglêdnych wartoœci amplitud dla wiêkszych wartoœci offsetów (Ostrander, 1984). Na profilu T004 wynik analizy AVO w strefie z³o a gazu przedstawiono na rycinie 11 za pomoc¹ atrybutów AVO. Trasy sejsmiczne odpowiadaj¹ wartoœciom intercept, a t³o kolorystyczne wartoœciom AVO product. Intercept jest równy wspó³czynnikowi odbicia fali na granicy dwóch oœrodków, a AVO product to atrybut zale ny od nachylenia prostej aproksymuj¹cej wzrost amplitudy z offsetem. Pozytywna anomalia AVO wskazuje na nasycenie gazem, potwierdza tym samym spadek prêdkoœci fali P oraz V p /V s w warstwach z³o owych. Na rysunku s¹ widoczne tak e anomalie zwi¹zane z warstw¹ anhydrytów oraz stopem jury, wywo³ane s¹ one jednak znacznymi wspó³czynnikami odbicia wystêpuj¹cymi na tych granicach. stymacja porowatoœci, zailenia oraz nasycenia gazem Przedstawione atrybuty sejsmiczne zawieraj¹ w sobie informacje o budowie i w³aœciwoœciach fizycznych badanego oœrodka. U ycie metod geostatystycznych pozwala na jednoczesne wykorzystanie wszystkich omówionych atrybutów do estymacji konkretnego parametru (np. zailenia, porowatoœci) wzd³u badanego profilu. szystkie etapy wykonanej interpretacji oraz analiz mia³y na celu zgromadzenie jak najwiêkszej iloœci informacji charakteryzuj¹cych badane kompleksy geologiczne. Informacje te, w powi¹zaniu z danymi otworowymi, zosta³y wykorzystane do okreœlenia nasycenia gazem, porowatoœci oraz zailenia w obrêbie kompleksu cenomañskiego. Obliczenia wykonano w module merge systemu Hampson-Russell Software, pozwalaj¹cym na wyznaczenie przestrzennego rozk³adu parametrów dziêki okreœlonym zale noœciom, które maj¹ najlepsze wspó³czynniki korelacji (oraz najmniejszy b³¹d) pomiêdzy danym parametrem a konkretnym atrybutem (sejsmik¹, impedancj¹ akustyczn¹, elastyczn¹ itp.) oraz ich modyfikacjami. ykorzystano dwie metody bazuj¹ce na regresji linowej, pierwsza z nich (single attribute analysis) pozwala na wyznaczenie rozk³adu szukanego parametru na podstawie jednego atrybutu. Druga natomiast (multi attribute analysis) na jednoczesne wykorzystanie wiêkszej liczby atrybutów do okreœlenia rozk³adu szukanego parametru wzd³u profilu. Obliczenia w drugim wypadku opieraj¹ siê na regresji krokowej postêpuj¹cej, ze wzglêdu na jednoczesne wykorzystanie tak e modyfikacji obliczonych atrybutów, nie s¹ stosowane atrybuty bêd¹ce w relacjach liniowych (Hampson i in., 2001; pomoc elektroniczna Hampson-Russell Software C8 R2, 2008). Przedstawione analizy przeprowadzono w kompleksie cenomañskim. Zosta³y wykorzystane równie dane z otworów Rajsko-1, 2, 3 oraz Grobla schód-2. artoœæ zailenia oraz porowatoœci uzyskano dziêki wynikom pochodz¹cym z wykorzystania kilku ró nych atrybutów. pierwszej fazie wykorzystano jedynie zale- 567

8 G-2 R-2 R-1 R-3 G-2 R-2 R-1 R-3 G-2 R-2 R-1 R-3 A B C Por (%) 35,0 33,2 31,4 29,6 27,9 26,1 24,3 22,5 20,7 18,9 17,1 15,4 13,6 11,8 10,0 Por (%) 35,0 33,2 31,4 29,6 27,9 26,1 24,3 22,5 20,7 18,9 17,1 15,4 13,6 11,8 10,0 Por (%) 35,0 33,2 31,4 29,6 27,9 26,1 24,3 22,5 20,7 18,9 17,1 15,4 13,6 11,8 10,0 Ryc. 12. stymacja rozk³adu porowatoœci (Por) z wykorzystaniem: A impedancji akustycznej, B impedancji akustycznej, impedancji fali S oraz rozk³adu V p /V s, C wszystkich poprzednich oraz dodatkowo ilorazu impedancji elastycznych; CDP wspólny punkt g³êbokoœciowy Fig. 12. Porosity (Por) estimation with a use of: A acoustic impedance, B acoustic impedance, S-wave impedance and V p /V s distribution, C additionally elastic impedance ratio; CDP common depth point noœci pomiêdzy szukanymi parametrami a impedancj¹ akustyczn¹. kolejnym kroku do wyznaczenia porowatoœci i zailenia wykorzystano impedancjê fali P, fali S oraz rozk³ad V p /V s. ostatnim etapie obliczeñ wykorzystano wszystkie wczeœniej zastosowane atrybuty oraz iloraz impedancji elastycznych. Taki sposób okreœlania zailenia i porowatoœci pozwala, oprócz otrzymania dok³adniejszego wyniku, tak e na okreœlenie, czy dodatkowa informacja o fali S wp³ywa w sposób istotny na poprawnoœæ wyniku. stymacja porowatoœci. ynik szacowania porowatoœci jedynie na podstawie rozk³adu impedancji akustycznej jest przedstawiony na rycinie 12A. Trend zmian porowatoœci jest podobny do zmian impedancji i odpowiada wskazaniom przedstawionych krzywych porowatoœci (Por). otworze Rajsko-3 porowatoœæ zmienia siê tylko w niewielkim stopniu, natomiast w otworze Rajsko-1 zmiany porowatoœci s¹ wiêksze, zasadniczo tak e zgodne ze wskazaniami krzywej porowatoœci. ynik estymacji porowatoœci z wykorzystaniem impedancji fali P, fali S oraz V p /V s jest przedstawiony na rycinie 12B. Ró nice w stosunku do poprzedniego rozk³adu zaznaczaj¹ siê w otworze Grobla schód-2 (zwiêkszenie porowatoœci) oraz w sp¹gowej czêœci kompleksu w okolicach otworu Rajsko-1 (zmniejszenie porowatoœci). ykorzystanie dodatkowo informacji o impedancji elastycznej nie wprowadza znacz¹cych zmian (ryc. 12C) Analiza poszczególnych wyników pozwala stwierdziæ, e wykorzystanie oprócz impedancji fali P równie informacji o prêdkoœci fali poprzecznej (impedancji fali S oraz V p /V s ) pozwala na dok³adniejsze okreœlenie rozk³adu porowatoœci w obrêbie kompleksu cenomañskiego. Argumentem za tym jest wspó³czynnik korelacji pomiêdzy wartoœciami na krzywej porowatoœci a obliczonymi z wykorzystaniem pola V p, V s oraz V p /V s. wypadku okreœlenia porowatoœci jedynie na podstawie impedancji fali P, wspó³czynnik ten wynosi ok. 0,5, gdy dodatkowo wykorzysta siê impedancjê fali S oraz V p /V s, wartoœæ wspó³czynnika wzrasta do 0,7. stymacja zailenia. Pomimo bardzo niewielkich zmian zailenia piaskowców cenomañskich wzd³u profilu T004 (rzêdu kilkunastu procent) oraz braku jednoznacznych zale noœci pomiêdzy zaileniem a prêdkoœciami oraz V p /V s, podjêto próbê estymacji zailenia. 568

9 CDP CDP G-2 R-2 R-1 R ILL ILL ILL A G-2 R-2 R-1 R ILL ILL ILL ILL (%) 13,00 12,50 12,00 11,50 11,00 10,50 10,00 9,50 9,00 CDP B G-2 R-2 R-1 R ILL ILL ILL ILL (%) 13,00 12,50 12,00 11,50 11,00 10,50 10,00 9,50 9,00 C ILL (%) 13,00 12,50 12,00 11,50 11,00 10,50 10,00 9,50 9,00 Ryc. 13. stymacja rozk³adu zailenia (VILL) z wykorzystaniem: A impedancji akustycznej, B impedancji akustycznej, impedancji fali S oraz rozk³adu V p /V s, C wszystkich poprzednich oraz dodatkowo ilorazu impedancji elastycznych; CDP wspólny punkt g³êbokoœciowy Fig. 13. Shale content (VILL) estimation with a use of: A acoustic impedance, B acoustic impedance, S-wave impedance and V p /V s distribution, C additionally elastic impedance ratio; CDP common depth point Rozk³ad zailenia obliczony z wykorzystaniem zale noœci z impedancj¹ akustyczn¹ jest przedstawiony na rycinie 13A. ynik odpowiada rozk³adowi impedancji. obrêbie z³o a wystêpuje zmniejszenia zailenia. sp¹gowej czêœci kompleksu, pod z³o em zailenie siê zwiêksza, co jest niezgodne ze wskazaniami krzywej zailenia VILL (niewielkie zmniejszenie zailenia). otworze Rajsko-3 obliczony rozk³ad zailenia jest zgodny ze wskazaniami krzywej VILL. Obliczenie rozk³adu na podstawie impedancji fali P, impedancji fali S oraz rozk³adu V p /V s (ryc. 13B) wprowadza niewielkie zmiany. obrêbie z³o a jest obserwowane zmniejszenie zailenia ze wzglêdu na wykorzystanie rozk³adu V p /V s w obliczeniach. a na zmiana w stosunku do poprzedniego rozk³adu jest widoczna w sp¹gu kompleksu cenomañskiego (w otworze Rajsko-1), gdzie wystêpuje spadek zailenia zgodny ze wskazaniami krzywej VILL. ykorzystanie dodatkowo ilorazu impedancji elastycznych do okreœlenia rozk³adu zailenia (ryc. 13C) daje rezultat zgodny ze wskazaniami krzywych, podobny do poprzedniego (ryc. 13B). Szacowanie nasycenia gazem. Analizy dotycz¹ce nasycenia gazem maj¹ jedynie charakter jakoœciowy. Do analizy wykorzystano dane wykazuj¹ce zmianê wraz z nasyceniem gazem (impedancja fali P, V p /V s, AVO product). Obliczeñ rozk³adu nasycenia gazem dokonano wykorzystuj¹c dwa alternatywne podejœcia. pierwszym jednoczeœnie wykorzystano impedancjê fali P oraz V p /V s, w drugim impedancjê fali P, V p /V s, AVO product oraz wartoœci amplitud z tras sejsmicznych (ryc. 14). Analizuj¹c rysunek, mo na stwierdziæ wystêpowanie nasycenia w obrêbie otworów Rajsko-1 oraz Rajsko-2, odpowiadaj¹ce obni onym wskazaniom krzywej nasycenia wod¹ (Sw). Zgodnie z danymi otworowymi nasycenie nie wystêpuje w okolicach otworu Rajsko-3. nioski artykule przedstawiono wyniki estymacji nasycenia gazem, zailenia i porowatoœci z wykorzystaniem danych otworowych oraz atrybutów obliczonych na podstawie danych sejsmicznych. szystkie etapy interpretacji oraz analiz mia³y na celu zgromadzenie jak najwiêkszej iloœci informacji o badanych kompleksach geologicznych. Czêœæ z nich mo e jedynie pos³u yæ do interpretacji jakoœciowej (np. wyniki analizy 569

10 G-2 R-2 R-1 R-3 GAZ GAS ODA ATR Ryc. 14. stymacja nasycenia gazem obliczona na podstawie impedancji akustycznej, rozk³adu V p /V s, AVO product oraz wartoœci amplitud z tras sejsmicznych; Sw krzywa nasycenia wod¹; CDP wspólny punkt g³êbokoœciowy Fig. 14. Gas saturation estimation calculated on the basis of acoustic impedance, V p /V s distribution, AVO product and seismic trace amplitudes; Sw water saturation curve; CDP common depth point AVO), inne do iloœciowej interpretacji poszczególnych parametrów, mimo e w sejsmice mierzony jest efekt skumulowany wszystkich parametrów. Szczególnie istotny jest fakt dostêpnoœci danych o rozk³adzie prêdkoœci fali poprzecznej, która jest tylko w bardzo niewielkim stopniu uzale niona od rodzaju medium nasycaj¹cego ska³y. Pomocne mo e byæ tak e wykorzystanie wyników inwersji elastycznej. szystkie obliczone atrybuty sejsmiczne wnosi³y istotne informacje w okreœlanie rozk³adu parametrów zbiornikowych i zailenia. wypadku iloœciowej estymacji parametrów kluczowe znaczenie maj¹ korelacje wystêpuj¹ce pomiêdzy parametrami, oznaczone na podstawie danych geofizyki wiertniczej. Niskie wspó³czynniki korelacji oznaczaj¹, e uzyskane wyniki nawet na podstawie wielu atrybutów mog¹ byæ obarczone b³êdem. Badania przedstawione w artykule zosta³y wykonane w ramach realizacji projektu badawczego Ministerstwa Nauki i Informatyzacji nr 4T12B pt. Identyfikacja stref zmiennoœci parametrów petrofizycznych górotworu zapadliska przedkarpackiego na podstawie zró nicowania pola fal P i PS z wykorzystaniem modelowañ sejsmicznych. Autorzy dziêkuj¹ PGNiG S.A. oraz Geofizyce Toruñ Sp. z o.o. i Geofizyce Kraków Sp. z o.o. za udostêpnienie danych geofizycznych. Literatura AVSTH P., MUKRJI T. & MAVKO G Quantitative Seismic Interpretation. Applying Rock Physics to Reduce Interpretation Risk. Cambridge University Press, Cambridge-New York-Melbourne. BARAN U., GLINIAK., JAOR. & URBANIC A Perspektywicznoœæ kompleksu górnej jury w rejonie Bochnia-Dêbica w œwietle badañ sejsmicznych i wyników geologiczno z³o owych, [:] Przemys³ naftowy i nauka razem w XXI wiek. Karpacka Konferencja Naukowa, Raba Ni na, maja PGNiG, Geonafta, Kraków: BA A M Obliczenie teoretycznych wartoœci prêdkoœci fal pod³u nych i poprzecznych dla odwiertów, [:] Kowalczuk J., Pietsch K., Ba³a M. & Kobylarski M. Identyfikacja stref zmiennoœci parametrów petrofizycznych górotworu zapadliska przedkarpackiego na podstawie zró nicowania pola fal P i PS z wykorzystaniem modelowañ sejsmicznych. Projekt badawczy MNiI (KBN) nr 4T12B Arch. Katedry Geofizyki GGiOŒ AGH, Kraków. CONNOLLY P lastic Impedance. The Leading dge, 18, 4: DUFFOUR J., SQUIRS J., GOODAY.N., DMUNDS A. & SHOOK I Integrated geological and geophysical interpretation case study, and Lamé rock parameter extractions using AVO analysis on the Blackfoot 3C-3D seismic data, southern Alberta, Canada. Geoph., 67: FLORK R., GÓRKA A. & ZACHARSKI J. 2006a p³yw architektury mezo-paleozoicznego pod³o a miocenu na warunki migracji i akumulacji wêglowodorów w utworach cenomanu i czêœci przedgórza [:] Problemy techniczne i technologiczne pozyskiwania wêglowodorów a zrównowa ony rozwój gospodarki. Pr. Inst. Nafty i Gazu, 137: FLORK R., GÓRKA A. & ZACHARSKI J. 2006b Mo liwoœci generacji i akumulacji wêglowodorów w utworach mezo-paleozoicznych rejonu Grobla Strzelce ielkie Rajsko, jako przyk³ad schematu systemu naftowego przedgórza Karpat, [:] Problemy techniczne i technologiczne pozyskiwania wêglowodorów a zrównowa ony rozwój gospodarki. Pr. Inst. Nafty i Gazu, 137: GAISR J Advantages of 3-D PS-wave data to unravel S-wave birefringence for fracture detection, [In:] 70 th Annual International Society of xploration Geophysicists Meeting and xposition, Houston, Texas: GRZYA., KASPRZYK M. & PRZYBY O A Opracowanie badañ sejsmicznych temat: Krzeczów-Rajsko 2D-3C, Geofizyka Toruñ Sp. z o.o. Arch. PGNiG S.A. HAMPSON D.D., SCHULK J.S. & QUIRIN J.A Use of multiattribute transforms to predict log properties from seismic data. Geoph., 66, 1; KOBYLARSKI M Zmiennoœæ pola fal pod³u nych i przemiennych jako Ÿród³o informacji o parametrach petrofizycznych górotworu przedgórza Karpat. Arch. GGiOŒ AGH, Kraków. KOBYLARSKI M., PITSCH K. & KOALCZUK J Modelowania pól fal P i PS jako narzêdzie konstrukcji modeli prêdkoœci fal pod³u nych i poprzecznych. Geol. AGH, 34, 2: KRIF M., GARAT J., STLLINGRFF J. & VNTR J A petrophysical interpretation using the velocities of P and S waves (Full-waveform sonic). The Log Analyst, 31: MINAR J Clay models and acoustic velocities, [In:] 57 th AIM Society of Petroleum ngineers annual technical conference and exhibition, 26 Sep 1982, New Orleans, USA. Pap. SP OSTRANDR.J Plane-wave reflection coefficients for gas sands at non-normal incidence. Geoph., 49: TOSAYA C.A. & NUR A ffects of diagenesis and clays on compressional velocities in rocks. Geoph., 9: 5 8. VARGA R.M., BANCROFT J.C. & START R.R Inversion and interpretation of multicomponent seismic data: illesden Green, Alberta. [In:] 2007 CSPG CSG Joint Convention: Praca wp³ynê³a do redakcji r. Po recenzji akceptowano do druku r. 570