Schon des öfteren wurde in unserer Zeitschrift auf Beispiele aus unserer Interpretationspraxis hingewiesen, in denen mit mehr oder weniger bereits bekannten seismischen Mitteln Faziesänderungen in reflektierenden Schichten nachgewiesen werden konnten. Wir sind jetzt durch das Entgegenkommen eines unserer Auftraggeber in der Lage, ein derartiges Beispiel aus jüngster Vergangenheit mit Meßmaterial zu belegen, wobei wir uns verständlicherweise für die Geheimhaltung des Meßgebietes verbürgen mußten.
In diesem Gebiet, von PRAKLA-SEISMOS mehrmals vermessen, wurde im Bereich einer flachen Antiklinale im Vergleich mit früheren Messungen eine beachtliche Verbesserung der Reflexionsqualität eines bestimmten "Horizontes" festgestellt. Die Reflexion stammte von einem ungefähr 15 m mächtigen, unverfestigten, wasserführenden Sand, der zwischen den beiden seismischen Meßperioden zur künstlichen Einspeicherung von Erdgas gedient hatte.
Die Verbesserung der Reflexionsqualität des Speicherhorizontes ist zu verstehen, wenn man folgendes weiß:
Das Hangende des Speichers besteht aus Tonen, deren Schall härte (seismische Geschwindigkeit mal Dichte des Gesteins) apriori größer ist als die eines unverfestigten Sandes. An der Grenzfläche Ton/Sand entsteht also eine "negative" Reflexion. Die Qualität dieser Reflexion muß sich verbessern, wenn das Wasser in den Poren des Sandes durch Gas ersetzt wird, wie bei Betrachtung der kleinen Tabelle ohne weiteres verständlich wird:
Die Schallhärte wird im Sand durch die Injektion von Gas stark herabgesetzt und damit der Unterschied der Schallhärten an der reflektierenden Fläche, d. h. der Reflexionskoeffizient, stark vergrößert. Eine Verbesserung der Reflexionsqualität muß die Folge sein.
Es ging nun darum, diese Verbesserung der Reflexionsqualität möglichst objektiv zu erfassen, um ein Maß für die Gasfüllung des Speichers zu erhalten. Das setzte voraus, von den örtlich unterschiedlichen Ankopplungsbedingungen der Empfänger (Geophone) und Sender (Verdämmung des Sprengstoffes u. a. m.) unabhängig zu werden.
Diese Bedingung wurde annähernd erreicht durch den Vergleich der Reflexionsamplituden des Speichers und eines qualitativ gleichbleibenden Begleithorizontes, also durch die Berechnung eines Quotienten. Beeinflussungen der Amplituden des Begleithorizontes durch unterschiedliches Passieren der vom Schuß ausgesandten Energie durch den Speicherhorizont hindurch (abhängig vom Reflexionskoeffizienten) und überlagerung von Multiplen sind allerdings in die Betrachtungen mit einzubeziehen.
Abbildung 1, eine Einfachüberdeckung in Linien-Flächenschrift, enthält als oberen Horizont (dicker Pfeil) den Speicher, als unteren Horizont (dünner Pfeil) den Begleithorizont.
Abb. 1
In our magazine we have already sometimes referred to examples of our practice in interpreting facies changes which could be made evident by more or less known seismic means. Due to the kindness of one of our clients we are now in a position to present arecent example, although understandably we have to keep the location secret.
In the area in question, where several reflection seismic surveys have been carried out by PRAKLA-SEISMOS, a noticeable improvement in the reflection quality of a particular "horizon" as compared with a previous survey was found near a shallow anticline. The reflection originated from an unconsolidated porous sand ca. 15 m thick, which had been used to store natural gas between two seismic survey periods.
The improvement in reflection quality of the storage horizon can be understood when the following is known:
The layer above the reservoir is clay the acoustical impedance (seismic velocity x density of rock) of which is greater than that of unconsolidated sand. At the clay/sand interface a negative reflection is therefore formed. The quality of this reflection is improved when the water between the sand grains is replaced by gas, as can be imagined when considering the following table:
The impedance of the sand is greatly reduced by the injection of gas, and at the same time the reflection coefficient is greatly increased. An improvement of reflection quality must result.
This improvement in reflection quality has now to be determined, objectively and quantitatively if possible, in order to obtain ascale for the gas filling of the reservoir. This means becoming independent of local variations in coupling conditions of receivers (geophones) and emitters of seismic energy (tamping of the explosive, etc.).
This requirement is fairly weil achieved by comparing the reflection amplitudes of the reservoir layer with those of a conformable horizon of good quality, i. e. by computing a quotient. However, if the conformable horizon is deeper than the reservoir, as in our example, differences in passage of the shot energy through the reservoir have to be taken into account, as superposition of multiples does.
In Figure 1, which is a single coverage in wiggle trace / variable area presentation, the reservoir is represented by the upper horizon (thick arrow), and the conformable horizon by the lower one (thin arrow).
An increase in the reflection quality of the reservoir reflection from left to right is obvious. A strong reduction in quality in the last quarter of the section -or rather the disappearance of the reflection here, is also evident, although the conformable horizon continues unaltered. In Figure 2 this reduction in reflection quality is also shown very clearly in a appropriate part of a wiggle trace field seismogram. The offset of the shotpoint fram trace 1 (top) was 12.5 m, increasing to 587.5 m for trace 24, which indicates a strong increase in amplitude height despite the greater distance and therefore also the greater energy absorption.
Man erkennt deutlich die Zunahme der Reflexionsqualität des Speicherhorizontes von links nach rechts und im letzten Viertel des Profils eine sehr starke Qualitätsabnahme bzw. ein Verschwinden des Horizontes, während der Begleithorizont in gleichartiger Qualität weiterläuft. Recht deutlich kommt in Abbildung 2 diese Abnahme der Reflexionsqualität auch in dem Ausschnitt eines Linienschrift-Feldseismogramms an der entsprechenden Stelle zum Ausdruck. Der Abstand des Schußpunktes zur Spur 1 (oben) beträgt 12,5 m, er nimmt auf 587,5 m bei der Spur 24 zu, die trotz dieser größeren Entfernung und damit einer stärkeren Absorption der Energie eine starke Zunahme der Amplitudenhöhe erkennen läßt.
Zur übersichtlichen Beurteilung der Meßergebnisse wurde der an vielen Stellen berechnete Amplitudenquotient (Amplitude des Speichers durch Amplitude des Begleithorizontes) in einer Karte dargestellt. Damit konnte dem Auftraggeber ein flächenhafter überblick über die Verteilung des eingepreßten Gases und über den komplizierten Verlauf des Gas/Wasser-Kontaktes zur Zeit der seismischen Vermessung gegeben werden.
Abb. 2
For a general estimation of the survey data, amplitude quotients (amplitude of the reservoir reflection -;- amplitude of the conformable horizon) were calculated at many points and presented in a map. Thus the client could be given an areal view of the distribution of the injected gas and of the complex line of contact between gas and water at the time of the survey.