Inceputurile prospectiunii seismice 3D in Romania
Autor: Alexandru B. Popescu
Editura: A.G.I.R.
Format: 17x24 cm
Nr. pagini: 122 color
Coperta: brosata
ISBN: 978-973-720-745-6
Anul aparitiei: 2018
RECOMANDARE
Autorul acestei lucrari a avut sansa sa cunoasca, sa dezvolte si sa aplice efectiv diferite tehnici de achizitie seismica 3D, contribuind astfel la mai buna cunoastere geologica a structurilor petrolifere din Romania sau din alte zone geografice. Lucrarea de fata se dovedeste a fi de un real folos, reusind sa cuprinda aspecte si etape esentiale ale prospectiunii seismice 3D din Romania intr-o prezentare cronologica si evolutiva. Este practic prima lucrare de acest gen, o lucrare ce nu scapa nici un detaliu legat de metodele de proiectare si achizitie realizate in Romania intre anii 1974 -2000.
Autorul se adreseaza specialistilor din domeniu intr-o exprimare extrem de clara, folosind de fiecare data imaginile cele mai sugestive. Fie ca este vorba de achizitia seismica 3D pe uscat, fie ca este vorba despre cea de pe mare, cartea trateaza cu minutiozitate particularitatile sistemelor de observatie specifice fiecarei metode, si formuleaza anumite consideratii generale extrem de utile. Sunt tratate atat sistemele conventionale (Ortogonal „X-array/Straight line”, „Brick Pattern”, „Zig-Zag”, „Flexi Bin”, „Dual Sources”), dar si cele neconventionale („Button-Patches”, „Loop”, „Random”), adaptate cerintelor geologice si conditiilor de acces.
Abordarea nu se opreste la partea teoretica. Exemplele concrete sunt legate de proiectele seismice 3D realizate in etapa 1974 -1990, de la primele incercari pana la abordarea zonelor de flish cu structura complexa, in cele doua versiuni ale sistemelor ortogonale: Metoda profilelor paralele longitudinale si Metoda profilelor ortogonale adaptate. Urmeaza o prezentare a proiectelor seismice 3D din perioada 1994-2000. Este momentul in care, alaturi de lucrarile efectuate pe uscat apar proiecte importante pe mare.
Autorul a participat efectiv la proiectarea surselor de generare a semnalului seismic in prospectiunea marina - grupari de tunuri cu aer, pe care le prezinta si in carte. Proiectele de cercetare seismica realizate in aceasta perioada si descrise de autor in doua calitole ale acestei lucrari au imbunatat substantial cunoasterea structurii geologice a platoului continental al Marii Negre. Achizitia si prelucrarea datelor 3D - VSP aplicate pe un proiect seismic concret de pe strucura Pescarus, in varianta VSP-ului zero offset, aduce in atentie alta tehnica de investigatie seismica.
Extrem de utile pentru orice geofizician care doreste sa lucreze in explorare sunt capitolele care se refera la tehnicile de proiectare, de generarea, receptie si control al calitatii datelor seismice. Fiecare aspect este tratat intr-un capitol separat, totul plecand de la obiectivul geologic de investigat. Nu sunt omise nici etapele de procesare si interpretare a datelor seismice. Atat Proiectul Chislaz Poclusa cat si cel de pe Platforma Continentala a Marii Negre scot in evidenta posibilitatile oferite de softurile de interpretare si de analiza atributelor trasei seismice in clarificarea aspectelor structurale si stratigrafice. Ultimul capitol puncteaza directiile de dezvoltare pentru prospectiunea seismica 3D/4D, invitand parca tanara generatie de geofizicieni sa aprofundeze beneficiile evidente ale acestei metode.
Cartea de fata este un indrumar de baza, care te ajuta sa intelegi ce inseamna cu adevarat o prospectiune seismica 3D, dar si un document al istoricului si evolutiei cercetarii geofizice din Romania.
Experienta autorului in acest domeniu si dorinta de a o impartasi merita pe deplin apreciata.
Recomand cu caldura aceasta lucrare tuturor specialistilor care doresc sa-si imbunatateasca performantele in domeniul prospectiunii geofizice, a metodelor de investigatie seismica 3D, si nu numai.
Dr. Ing. Stoica-Negulescu Elena-Rodica
Explorare Geologica & Geofizica - Expert ANRM 25/05.2017
Profesor Asociat, Universitatea de Petrol si Gaze, Ploiesti
PREFATA
Cartea constituie o cuantificare pe coordonatele timpului a informatiilor si a rezultatelor acumulate in domeniul seismicii 3D de corelatie continua ce poate fi asimilata unei esantionari a carei decodificare permite prezentarea primilor pasi ai metodei in Romania si evolutia ei, de la inceputuri pana in anul 1998.
Autorul cartii prezinta rezultatul muncii depuse, in acest domeniu, impreuna cu numerosi geofizicieni si geologi, in perioada 1974-1998.
Intr-o forma concisa si restructurata, lucrarea cuprinde elemente importante ale tezei de doctorat a autorului in care au fost integrate modificari si completari intervenite ulterior.
Cartea sintetizeaza, de-a lungul a cinci capitole, concepte ale seismicii 3D si sistemele seismice de observatie 2,5 D si 3D, practicate in Romania, in perioada mentionata, iar in al saselea dezvolta integral primul proiect cu tematica structural stratigrafica, CHISLAZ-POCLUSA, de la proiectare pana la interpretare. Toate capitolele sunt sustinute cu ilustratii ample. Sunt prezentate toate proiectele seismice 3D realizate de IPGGH / IPGG Bucuresti, in prezent „Prospectiuni S.A.”, de la lansarea temei la inceputul anului 1974, pana in 1990, respectiv sistemele de achizitie Profil Lat „Wide Line Profiling ”, Profil Slalom -„Slalom Line” / „Crooked Line”, continuand cu sistemele de observatie 3D din Flis si de pe Platforma Continentala Romaneasca a Marii Negre.
Sistemele de observatie aplicate au fost adaptate la dotarilor tehnice existente in intreprindere, in acea perioada.
Evolutia prospectiunilor seismice 3D dupa 1990 este strans legata de REGIA PETROM R.A. care a continuat promovarea metodei cu proiectele Chislaz- Poclusa „onshore”, Cobalcescu si 3D-VSP „offshore”, acestea fiind executate cu tehnologiile practicate in perioada 1994 - 1998. Prin rezultatele lor, aceste proiecte au stimulat extinderea seismicii 3D in explorarea hidrocarburilor din Romania.
In final, sunt sistematizate atat evaluari ale aplicarii metodei 3D in ROMANIA, pana in anul 1998, cat si tendinte ale dezvoltarii prospectiunii seismice 3D / 4D.
Printre contributiile autorului la introducerea seismicii 3D in Romania se mentioneaza participarea la proiectarea si executarea tuturor acestor proiecte „onshore” si „offshore” pana in 1990 de IPGGH / IPGG si intre anii 1994 - 1998 de PETROM R.A.
Unele dintre rezultate au fost prezentate de autor fie singur fie in colectiv la reuniuni nationale sau internationale de geofizica, lucrarea de fata integrand multe dintre aceste comunicari.
Contributiile au fost omologate si prin acceptarea publicarii unora dintre ele in reviste geologo - geofizice precum si in revista Academiei Romane.
Autorul a facut parte din colectivul care a proiectat si a realizat sursa de generare a undelor acustice, „grupari de tunuri cu aer” care a operat pentru toate proiectele 2D si 3D in perioada 1980-1990. Eficienta gruparii de tunuri cu aer a fost recunoscuta prin aprobarea studiului „Metode de generare a undelor acustice in mediul marin”, pentru care Ministerul Geologiei a acordat „Certificatul de Inovatie” numarul 13 din 23/05/1984.
Rezultatele aplicarii tehnologiilor 3D de pana in 1990 au fost integrate in lucrarea „Evolutia tehnologiilor de prospectiune seismica pentru cercetarea zonelor cu tectonica complicata cu perspective petrogazeifere” si pentru care autorilor, Chiscan E., Popescu A., Varodin V., Zihan I., li s-a acordat Premiul Academiei Romane „Stefan Hepites”, in anul 1990. Prezentarea rezultatelor interpretarii proiectului Chislaz Poclusa, prin comunicarea „Stratigraphic interpretation of the Badenian Formation in The Romanian Part of the Pannonian Basin - The Step From 2D To 3D”, autori Velescu M. si Popescu A. (Petrom) si Fischer C. K. (Schlumberger), a fost apreciata la Conferinta Internationala AAPG, Viena 1997.
Aduc multumiri Inteprinderii IPGGH / IPGG si Regiei PETROM R. A. care mi-au dat posibilitatea ca, pe parcursul a decenii de activitate in domeniul prospectiunii seismice 3D, prin imbinarea cercetarii cu productia, impreuna cu colegi si colaboratori din unitatile respective, sa putem introduce in Romania sistemele de observatie seismica 3D de corelatie continua.
In aceasta perioada, am fost sprijinit de conducerile acestor companii, in mod deosebit, de regretatul dr. inginer Varodin V., IPGG Bucuresti si de domnii ingineri Velescu M. si Orfescu T., PETROM R.A. carora le multumesc si pe aceasta cale.
Adresez multumiri fostului meu coleg de intreprindere, IPGGH / IPGG, domnul fizician Zihan I., alaturi de care, pana in 1990, am parcurs pasi importanti in implementarea prospectiunii seismice 3D „onshore” si pentru unele recomandari si sugestii pe care mi le-a facut in acest demers.
Aduc multumiri si domnului inginer Constantin R. pentru amabilitatea de a parcurge cartea, in forma electronica si pentru sugestiile avansate.
La finalizarea activitatii de doctorat, am adresat multumiri regretatului dr. docent Enescu D., coordonatorul tezei si domnului decan al facultatii din acea perioada, profesor dr.ing. Dinu C., pentru sprijinul acordat.
Aduc, de asemenea, mutumiri domnului dr.ing. Ioan Ganea pentru sprijinul acordat in publicarea acestei lucrari.
Autorul
INTRODUCERE
Primele sisteme de observatie 3D, practicate in Romania, au fost metodele de corelatie discreta, cunoscute sub denumirile Seismosondaje Spatiale de Masa - SSM si Seismosondaje Spatiale de Masa Multidispozitiv - SSMM, aplicate in perioada anilor 1958-1970.
Inginerii Chiscan V. si Cucu V. au fost primii care au introdus si apoi au extins metoda SSM. Teoria si primele rezultate au fost publicate in revista „Studii Tehnice si Economice”, Seria Prospectiuni Geofizice din 1966, a Comitetului Geologic, in articolul „Asupra experimentarii sondajului spatial in zone cu tectonica si morfologie complicata”. De metoda SSMM s-a ocupat Chiscan V., rezultatele cercetarii fiind publicate in articolul „Prospectiunea seismica privita din punctul de vedere al teoriei statistice a comunicatiilor”, in revista ”Studii si Cercetari de Geologie Geofizica Geografie”, Seria Geofizica, Tomul 9, 1971, Editura Academiei Romane.
Metodele au fost practicate in zone cu tectonica si morfologie complicate, sistemele de observatie avand o mare mobilitate in teren cu un grad mare de libertate in alegerea geometriei dispozitivului generare-receptie.
Masuratorile SSM, prelucrate, se raportau pe un plan de situatie, sub forma unor gradienti individuali, cu adancimile si inclinarile lor, distributia acestora determinand directia sectiunii verticale de adancime de construit.
Sectiunea continea gradientii proiectati dintr-o banda de cativa zeci de metri, de ambele parti ale sale, fiecare gradient fiind pozitionat cu adancimea si inclinarea respectiva. Interpretarea sectiunii se facea utilizand datele geologice din cartare si din sonde si datele gravimetrice si magnetice, corelarea geologica a evenimentelor facandu-se prin interpolarea gradientilor.
Rezultatele prospectiunilor seismice SSM si SSMM au reprezentat o evolutie atat in cunoasterea structurii flisului si a molasei, cat si a raportului dintre acestea si platforma.
Seismica 3D de corelatie continua incepe sa fie o preocupare in Romania, din anul 1974. Intre anii 1976-1978, I.P.G.G.H. experimenteaza, cu rezultate bune, metoda „Profilului Lat” in partea centrala a Depresiunii Getice, iar ulterior anului 1980, metoda „Profilului Slalom”, in zona Vaii Cricovului Dulce.
Primele prospectiuni seismice 3D in retele regulate, executate in conditii de dotare tehnica restrictiva, specifica perioadei 1980 - 1990, au fost realizate de I.P.G.G. incepand cu anul 1983. In aceeasi perioada s-a adoptat si o terminologie specifica prospectiunii 3D.
S-au inregistrat proiecte seismice 3D in flis cu sisteme de observatie proiectate in cadrul Colectivului Tehnologic prin care s-a avut in vedere rezolvarea problemelor geologice, in conditiile unei morfologii complicate si a unei dotari tehnice improprii tehnologiei 3D.
Prima prospectiune seismica 3D pe Platforma Continentala a Marii Negre s-a executat de I.P.G.G.H. in anul 1983, pe proiectul LEBADA EST cu sistemul de observatie numit „metoda profilelor curbe individuale”. Pana in anul 1990 sau mai inregistrat, cu aceeasi tehnologie, si alte proiecte pe structuri importante.
Interesul pe care l-a reprezentat clarificarea unor probleme geologice pentru Directia Explorare din PETROM. a determinat reluarea prospectiunilor seismice 3D, dupa 1994, cu tehnologii superioare practicate in perioada mentionata.
Pe Platforma Continentala au fost promovate proiectele COBALCESCU si 3D VSP, iar pe „onshore” s-a executat primul proiect seismic 3D cu tema pronuntat stratigrafica, in zona CHISLAZ - POCLUSA.
CUPRINS
Prefata 9
Introducere 11
Abrevieri 13
1. Seismica 3D Istoric - Concepte - Termeni specifici 15
1.1. Scurt istoric al seismicii 3D de corelatie continua 15
1.2. Seismica 3D - solutia prospectiunii seismice - Concepte 16
1.3. Definirea termenilor specifici Metodei Seismice 3D 18
2. Metode de Prospectiuni Seismice 3D „onshore” 22
2.1. Metodele Profil Lat si Profil Slalom/Frant 22
2.2. Sisteme de Observatie Seismica 3D. Consideratii generale 24
2.2.1. Sisteme de Observatie Conventionale 25
2.2.1.1. Sistemul „X-array / Straight line” Ortogonal 25
2.2.1.2. Sistemul „Brick Pattern” - Zid de Caramida 27
2.2.1.3. Sistemul „Zig-Zag” 27
2.2.1.4. Sistemul „The Flexibin” - Bin-uri Flexibile 29
2.2.1.5. Sistemul „Dual Source” - Surse Simultane 29
2.2.2. Sisteme de Observatie 3D Neconventionale 30
2.2.2.1. Sistemul „Button-Patches” Nasturi - Petice 30
2.2.2.2. Sistemul „Loop” - Bucla 30
2.2.2.3. Sistemul „Random” - Aleator 31
2.2.3. Analiza comparativa a unor sisteme de observatie seismica 3D 31
2.3. Sistemele de Observatie 3D si echipamentele telemetrice 32
3. Proiecte Seismice 3D executate in Romania pana in 1990 35
3.1. Profil Lat si Profil Slalom 35
3.2. Proiecte Seismice 3D 37
3.2.1. Generalitati 37
3.2.2. Tematica geologica 37
3.2.3. Proiecte 3D executate 38
4. Sisteme de Observatie „Offshore” 3D 44
4.1. Particularitati ale prospectiunii seismice offshore 44
4.2. Sisteme de observatie seismica offshore 3D 45
4.2.1. Sistemul de observatie a profilelor individuale curbe 46
4.2.1.1. Sistemul de radionavigatie si de pozitionare 47
4.2.1.2. Generarea undelor / Grupari de tunuri cu aer 50
4.2.1.3. Receptia undelor acustice 55
4.2.1.4. Aspecte ale prelucrarii datelor seismice 3D 55
4.2.2. Sisteme de observatie 3D multisistem 55
4.2.3. Seismica 4D / sistemul cu linii de receptie duale 57
4.3. Proiectul seismic 3D COBALCESCU 59
4.3.1. Problema geologica 59
4.3.2. Sistemul integrat de navigatie si pozitionare WISDOM II 60
4.3.2.1. Sistemul de Navigatie Primara GPS/DGPS 61
4.3.2.2. Sisteme acustice de pozitionare 62
4.3.2.3. Sistemul optic cu laser MARS „Marine System” 63
4.3.2.4. Compasuri magnetice 63
4.3.2.5. TOTALNET 63
4.3.2.6. FlexQC - Sistemul de control al datelor 64
4.3.3. Parametrii tehnologici 69
4.3.4. Scurte consideratii asupra interpretarii 70
5. Metoda 3D VSP 71
5.1. Metoda VSP - Prezentare generala 74
5.2. Problema seismo-geologica 72
5.3. Proiectul seismic 3D VSP 73
5.3.1. Modelari 73
5.3.2. Achizitia si prelucrarea datelor 3D VSP 77
5.3.3. Aspecte generale ale rezultatelor 78
6. Proiectul seismic 3D CH1SLAZ - POCLUSA 80
6.1. Localizare si cadrul geologic 80
6.2. Baza de date 82
6.3. Studiul de evaluare preliminara 82
6.4. Proiectarea tehnologica 87
6.4.1. Date geologice si seismice de intrare / Notatii de baza 87
6.4.2. Secventa de proiectare 87
6.4.2.1. Dimensiunile perimetrului de achizitie 87
6.4.2.2. Dimensiunile Binului 88
6.4.2.3. Geometria si Parametrii Templateului 88
6.4.3. Generarea si Receptia undelor 90
6.4.4. Lucrari topografice si controlul calitatii datelor, QC 92
6.5. Aspecte generale ale prelucrarii 95
6.6. Interpretarea volumului seismic 100
6.6.1. Metodologia interpretarii 100
6.6.2. Interpretarea structurala 102
6.6.3. Interpretarea stratigrafica 105
6.6.4. Rezultate 111
6.6.4.1. Schimbarea relativa a nivelului marii 111
6.6.4.2. Conceptul modelelor depozitionale 111
7. Concluzii 113
7.1. Proiectele seismice 3D ONSHORE 1976-1990 113
7.2. Proiectele seismice 3D ONSHORE 1994-1998. Proiectul Chislaz-Poclusa 114
7.3. Proiectele de pe Platforma Continentala 115
7.4. Directii de dezvoltare a prospectiunii seismice 3D/4D 116
Bibliografie selectiva 117