Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

Государственный университет имени М.В. Ломоносова

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Направление 511000 ГЕОЛОГИЯ

Кафедра: сейсмометрия и геоакустика

Курсовая работа

Методика подавления помех, связанных с приповерхностными неоднородностями на примере морских сейсмических данных

Москва 2014



Оглавление

Введение

1. Теоретические основы

1.1 Картировочные признаки газонасыщенных отложений и создаваемые ими помехи

1.2 Аномалии волнового поля, обусловленные газонасыщенностью

1.2.1 Изменение интенсивности волн, отражённых от газонасыщенных отложений и смена полярности

1.2.2 Влияние газонасыщения на частотный состав и длительность отражённого импульса

1.2.3 Влияние присутствия газонасыщенной толщи на результаты определения скоростей по сейсмическим данным

1.2.4 Дифрагированные волны

1.3 Основные подходы к учету поверхностных неоднородностей в практике сейсморазведки

1.3.1 Предсказывающая деконволюция

1.3.2 Конечно-разностная миграция

2. Учет приповерхностных неоднородностей, связанных с газонасыщенностью, при обработке сейсмических данных

2.1 Параметры и методика съемки

2.2 Граф обработки и основные полученные результаты

2.2.1 Рассмотрение картировочных признаков газонасыщенных отложений

2.2.2 Помехи, связанные с приповерхностными неоднородностями и методика их подавления

Заключение

Список литературы



Введение

Проблема учета помех, создаваемых приповерхностными неоднородностями при обработке сейсморазведочных данных, является частью общей задачи определения параметров среды по характеристикам отраженных сигналов в условиях переменных по горизонтали скоростей распространения упругих колебаний.

Стоит отметить актуальность вопроса: пропуски при разрешении приповерхностных скоростных аномалий значительно ограничивают возможности адекватного отображения более глубоких геологических структур, а, значит, решение этой проблемы необходимо.

Рассматриваемые в работе данные были получены при съёмках в пределах Лунского газоносного месторождения, расположенного на шельфе острова Сахалин. Месторождение относится к категории крупных. Запасы газа составляют 1,8 млрд. м³, газоконденсата - 41,9 млн. тонн. В связи с этим, изучаемая геологическая среда содержит неоднородности, связанные с газонасыщенностью, которые влияют на сейсмические данные в виде ряда помех, ухудшающих качество получаемого временного разреза. Основными рассматриваемыми в работе помехами являются кратные и дифрагированные волны, а также ложные «прогибы» рефлекторов и ослабление записи под газонасышенной частью отложений.

Целью моей бакалаврской работы является компенсация влияния на сейсмический разрез приповерхностных неоднородностей и получение качественного временного разреза, неискажённого помехами.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1) Теоретическое рассмотрение основных признаков газонасыщенных неоднородностей, и создаваемых ими соответствующих аномалий волнового поля, а также методов их учёта.

2) Применение полученных теоретических знаний на практике с использованием специализированного программного обеспечения ProMax.

1. Теоретические основы

1.1 Картировочные признаки газонасыщенных отложений и создаваемые ими помехи

Наличие газов в осадках резко меняет их акустические свойства, что создаёт предпосылки для эффективного их обнаружения. Существует целый ряд картировочных признаков, способствующий их выделению [7]:

· снижение скорости распространения продольных волн

· изменение акустической жесткости

· смена полярности отраженного сигнала

· усиление интенсивности сейсмической записи (аномалия типа «яркого» пятна)

· изменятся преобладающая частота, эффективная ширина и форма спектра отражения и др.

Вышеуказанные аномалии создают ряд помех, влияющих на качество получаемого суммарного разреза:

· образуются ложные «прогибы» рефлекторов; искажается конфигурация более глубоких границ (можно рассматривать как картировочный признак [7])

· образуются дифрагированные волн у локализованного геологического тела

· резкое увеличение модуля коэффициента отражения приводит к формированию интенсивных кратных волн

· ослабление записи вплоть до полного «экранирования» под газонасыщенной частью пласта

Таким образом, газонасыщенный слой представляет собой аномальное тело внутри вмещающих пород.

Рассмотрим подробнее физическую природу некоторых признаков и помех. газонасыщенность сейсмический деконволюция

1.2 Аномалии волнового поля, обусловленные газонасыщенностью

1.2.1 Изменение интенсивности волн, отражённых от газонасыщенных отложений и смена полярности

Рассмотрим влияние газонасыщения на изменение значения коэффициента отражения для волны, падающей по нормали на границу двух полупространств, нижнее из которых представлено осадочными породами, с акустической жесткостью g₂, а верхнее --водная толща (если газонасыщение около поверхности дна) с акустической жесткостью g₁. Наличие флюидонасыщения приводит к относительному уменьшению акустической жесткости нижнего полупространства на величину Дg₂. Если жесткость осадочной части существенно больше жесткости водной толщи (g₁/g₂<0,7), то при газонасыщении модуль коэффициента отражения уменьшится, при больших Дg₂ -- в несколько раз. Если g₁/g₂>0,8--0,9, то модуль коэффициента отражения вследствие газонасыщения возрастет. Особенно значительным возрастание будет при малой контрастности акустических жесткостей водной толщи и осадочного пласта (0,9<g₁/g₂<l,l) и больших Дg₂. В случае, когда g₁/g₂<1 наряду с изменением интенсивности, может меняться знак коэффициента отражения, т. е. полярность волны [1].

Таким образом, к газонасыщенным отложениям, находящимся на глубинах до 1,0--1,5 км, может быть приурочено либо резкое усиление интенсивности сейсмической записи (аномалия типа «яркое» пятно), либо ее резкое ослабление (аномалия типа «тусклое» пятно). Четко выраженные по абсолютному и относительному значениям аномалии могут иметь место при разнообразных соотношениях акустических жесткостей. В случае неглубоких газовых залежей на глубинах от 1,5--2 до 3 км также могу возникать существенные по относительному (а при g₁/g₂>0 и по абсолютному) значению аномалии, но только если эти залежи приурочены к определенным, сравнительно узким, диапазонам соотношений g₁/g_2.

1.2.2 Влияние газонасыщения на частотный состав и длительность отражённого импульса

Уменьшение интервальной скорости приводит, к сжатию частотной характеристики пласта вдоль оси абсцисс. Вследствие этого изменятся преобладающая частота, эффективная ширина и форма спектра отражения. В качестве иллюстрации рассмотрим случай, когда спектр падающего импульса широкополосен и имеет плосковершинную огибающую. Для пластов небольшой мощности (ф«0,5Т) в пределах диапазона частот падающей волны будет располагаться один полупериод частотной характеристики пласта.

Понижение преобладающей частоты пропорционально изменению скорости, т. е. может достигать 15--20 %. Иногда преобладающая частота в области залежи может возрастать, а именно в случае тонкого пласта (ф <0,25T согласно критерию разрешенности Рэлея). В пределах частотного диапазона падающей волны будет располагаться только левый склон первого полупериода характеристики пласта. Таким образом, насыщение углеводородами может приводить к повышению интенсивности высокочастотных составляющих относительно уровня фона. В таком случае участку залежи на временном разрезе будет соответствовать появление сравнительно высокочастотного отражения.

Уменьшение скорости в зоне залежи приведет к дополнительному «запаздыванию» отражения от подошвы залежи. Дополнительное «запаздывание» проявится в образовании ложных прогибов осей синфазности и искажении конфигурации рефлекторов для более глубоких границ.

1.2.3 Влияние присутствия газонасыщенной толщи на результаты определения скоростей по сейсмическим данным

Зону понижения скорости распространения колебаний в газонасыщенной части пласта можно рассматривать как низкоскоростную неоднородность внутри слоистой среды [1]. Чтобы оценить влияние неоднородности, рассмотрим частный случай: горизонтально-слоистую модель, в одном из пластов которой скорость вдоль напластования скачкообразно уменьшается. Оценим влияние скоростной неоднородности на годограф ОГТ. (Преломлением лучей на боковой грани низкоскоростного включения пренебрежем).

Рис 1.1 Влияние залежи на кинематические особенности годографов ОГТ. (Положение общих глубинных точек, схема лучей и годографы в линейных координатах)

Как видно из рис 1.1 годографы для точек ОГТ 2 и 4 состоят из двух отрезков. Данное явление результат того, что при приближении точки отражения к краю залежи (ОГТ 2 на Рис 1.2) лучи, соответствующие удаленному участку годографа, проходят через неоднородность, в то время как лучи, соответствующие ближней части годографа, еще пересекают однородную часть пласта. В результате дальняя часть годографа испытывает дополнительный сдвиг во времени (ДT) по отношению к ближней части. На годографах ОГТ, расположенных под залежью, но по-прежнему вблизи ее края (ОГТ 4 на Рис 1.2), возникают искажения, связанные с тем, что лучи, соответствующие малым удалениям, проходят через неоднородность 2 раза, в то время как лучи, соответствующие дальней части годографа, проходят через залежь только 1 раз. В результате ближняя часть годографа смещается по времени относительно дальней его части.

Искажения, обусловленные неоднородностями, расположенными у дневной поверхности (H = 0), проявляются на годографах ОГТ от различных границ в одних и тех же точках поверхности, начиная с расстояний от края неоднородности, равных. Если неоднородность расположена на глубине, то по мере увеличения глубины отражающих границ по отношению к скоростной неоднородности постепенно возрастает протяженность зоны искажений вдоль профиля (Рис 1.2). Таким образом, все лучи, проходящие сквозь приповерхностную скоростную аномалию, будут испытывать её влияние, искажающее сигнал на расстояние около половины длины косы в сторону от аномалии. Участок с искажениями сигнала фактически растягивается за пределы зоны половины длины косы из-за влияния зоны Френеля, так как в действительности мы имеем дело скорее с волновым фронтом, чем с гипотетическими лучами [9].

Рис 1.2 Изолинии Vогт при различной глубине отражающих границ и положении скоростной неоднородности на глубине (I) и вблизи поверхности (II)

Амплитуда искажений в обоих случаях увеличивается с глубиной. Амплитуду искажений характеризуется разностью значений скорости, определенной при гиперболической аппроксимации всего годографа ОГТ, и скорости, вычисленной для той же точки в результате интерполяции скоростей V_огт для ближнего и дальнего участков того же годографа.

В квадратичных координатах каждый из годографов ОГТ 2 и 4 отобразится в виде двух смещенных во времени прямолинейных отрезков, несколько отличающихся углом наклона, т. е. значением V_огт. Смещение частей годографа приводит к тому, что скорость суммирования (интегральная эффективная скорость) vОГT резко изменяется вдоль профиля. Искаженное значение скорости V_огт может быть найдено по наклону прямой, аппроксимирующей совокупность двух отрезков. Годографы ОГТ 1 и 3 отобразятся прямолинейными отрезками без искажений (Рис. 1.3).

Рис. 1.3 Годографы в квадратичных координатах, тонкие линии -- оптимальное осреднение годографов ОГТ 2 и 4;

Согласно А.Г. Авербуху амплитуда искажений скорости V_огт, приуроченных к краевым частям неоднородности, будет в 3 раза больше аномального уменьшения скорости в пределах залежи. Максимальные (под неоднородностью) и минимальные (вне неоднородности) искаженные значения приурочены к точкам, расположенным на расстоянии около 0,25Xmax(1--h/H) от проекции края неоднородности на поверхность. По мере увеличения Xmax или перехода к все более глубоким границам участок, гдеV возрастает, смещается к центру неоднородности и для годографов и границ, удовлетворяющих условию 0,5Xmax(1--h/H)S (S -- длина неоднородности), минимумы скорости ниже залежи не могут наблюдаться, уступая свое место обусловленному искажением годографа максимуму Vогт. При больших, по сравнению с горизонтальной протяженностью неоднородности, значениях Xmах максимумы V_0ГТ ниже залежи появятся даже при сравнительно небольшой глубине отражающих границ по отношению к коллектору. Условия для отображения неоднородности в поле V_0ГТ (to) в виде максимумов наиболее благоприятны, если глубина залежей невелика или же низкоскоростная неоднородность протягивается по дневной поверхности. Значительная величина и характерная конфигурация искажений V делают их удобным инструментом для выявления локальных внутрипластовых низкоскоростных неоднородностей [10].

1.2.4 Дифрагированные волны

На временном разрезе нахождение локализованного газонасыщенного тела отобразится в виде непротяженного (несколько длин волн) участка плавного изменения амплитуды отраженной волны (Рис 2.4), к которому будут приурочены слабые быстро затухающие дифрагированные волны.

Рис 1.4 Временной разрез, состоящий из трасс с нулевыми удалениями от источника, при дифракции вследствие скачкообразного изменения коэффициента отражения в 3,3 раза.

1.3 Основные подходы к учету поверхностных неоднородностей в практике сейсморазведки

Кратные волны

Одна из главных проблем, стоящих перед сейсмоакустикой в условиях мелководья, проблема подавления кратных волн, связанных со свободной поверхностью воды. На этапе обработки способы подавления кратных волн основаны на двух подходах:

· различии в форме годографа отражённых и многократных волн (суммирование по ОГТ, преобразование Радона)

· периодичности времён вступления кратных волн (предсказывающая деконволюция, SRME)

Рассмотрим процедуру предсказывающей деконволюции подробней:

1.3.1 Предсказывающая деконволюция

Одним из важных видов деконволюции является предсказывающая деконволюция [4]. Во многих задачах практики обработки сейсмических сигналов возникают ситуации, когда мы можем предвидеть повторение некоторых значений входного сигнала g(t) в некоторые будущие моменты времени g (t+б), где б-выбранный интервал предсказания. Такого рода ситуации возникают, например, в задачах подавления некоторых регулярных волн-помех типа реверберационных волн, волн-спутников или полнократных отражённых волн.

Реверберационные волны возникают при выполнении морских сейсмических работ и являются многократными отражениями от дна и свободной границы «вода-воздух». Особенно они интенсивны при малых глубинах моря. При этом всегда достаточно известна скорость упругих волн в воде и глубина до дна. Поэтому можно ожидать, что через определённый интервал времени, который определяется удвоенной мощностью водного слоя и скоростью в нём, после прихода полезной отражённой волны появится серия повторных волн.

Кроме трёх вышеназванных задач подавления волн, предсказывающая деконволюция с малым интервалом предсказания может уменьшить продолжительность записанного сигнала, что также способствует повышению временной разрешенности сейсмической записи.

Винер показал возможность создания такого фильтра, который бы оценивал сигнал в будущие времена g (t+б) по значениям процесса его в прошлые моменты времени g(t).

Коэффициенты такого фильтра определяются из матричного уравнения:

Оно получается в предположении что взаимная корреляция входного и выходного желаемого результата есть по существу автокорреляционная функция входного сигнала на больших сдвигах, т.е.

Используя этот подход, можно сказать, что такой фильтр, который по записи полезной волны будет порождать новые записи нежелательной волны. Однако легко показать, что, используя рассчитанные коэффициенты предсказывающего фильтра а_0, а_1,…..а_n-1, можно сконструировать и более совершенный фильтр, который будет вычитать нежелательные волны из записи. Этот фильтр получил название-фильтр ошибки предсказания.

Его коэффициенты представляют собой последовательность

где добавленное после единицы число нулей соответствует на единицу меньшему интервалу предсказания, выраженному в шагах дискретизации.

Допущения, лежащие в основе прогнозируемой деконволюции [11]:

Допущение 1а. Разрез состоит из горизонтальных слоев с постоянной скоростью.

Допущение 1б. Источник формирует плоскую продольную волну, которая вертикально падает на границы слоев. При таких условиях поперечные волны не формируются.

Допущение 2. Форма волны источника не изменяется при ее прохождении по разрезу, т.е. она является стационарной.

Допущение 3. Компонента помех n(t) = 0.

Допущение 4. Отражательная способность представляет собой случайный процесс. Это означает, что сейсмограмма имеет характеристики сейсмического импульса т.к. их ФАК и амплитудные спектры являются сходными.

Допущение 5. Сейсмический импульс является минимально-фазовым; следовательно, результат его обращения также является минимально-фазовым.

Миграция

Миграция перемещает наклонные отражающие поверхности (ОП) в их истинные положения на разрезе и фокусирует дифрагированные волны. Фокусировку дифракций можно рассматривать, как форму пространственной деконволюции, которая повышает пространственную разрешающую способность [11].

Все существующие методы миграции разделяются по способам решения базовых уравнений: способами дифракционного преобразования записи, способами миграции в частотной области, способами, основанными на решении волнового уравнения методами конечных разностей. С точки зрения вида применяемой в процессе преобразования скоростной модели среды все методы миграции делятся на: временную, если используются V_RMS и глубинную, использующую V int. По способу реализации все алгоритмы разделяются на категории по типу пространства, в котором они проводятся: «время-расстояние» (T-X), время - волновое число (T-K), частота-расстояние (F-X), частота - волновое число (F-K) [4].

Рассмотрим подробнее способы, основанные на решении волнового уравнения методами конечных разностей.

1.3.2 Конечно-разностная миграция

Традиционно включает в себя конечно-разностные методы решения соответствующего волнового уравнения. Базовыми исходными уравнениями при этом считаются упрощенные модификации уравнения:

Конечно-разностная миграция применяется в два шага: экстраполяция волнового поля и отображение. Шаг экстраполяции волнового поля производит пересчет записанных данных в нижнее полупространство в форме, соответствующей смещению вниз плоскости наблюдения с помощью использования скалярного волнового уравнения. Шаг отображения состоит из вывода порций отмигрированных данных, которые имеют нулевое время пробега для данного уровня пересчета [10].

Все данные подвергаются миграции рекурсивно с использованием результата волновой экстраполяции данных одного уровня как входных данных для следующего уровня пересчёта. Для упрощенного решения скалярного волнового уравнения могут использоваться следующие допущения. Чаще всего используются допущения о возможных предельных углах наклона отражающих границ в разрезе. В соответствии с этим способы миграции этого вида часто классифицируют как 15-, 45- или 60- градусные приближения конечно-разностной миграции. Каждый из этих способов базируется на своей упрощённой модификации базового волнового уравнения. На практике 15-градусная конечноразностная миграция может с достаточной точностью оперировать наклонами до 35 [11].

Для решения дифференциальных уравнений требуются граничные и начальные условия. Начальным условием для миграции является зарегистрированное на поверхности волновое поле (z = 0). В миграции мы также предполагаем, что волновое поле равно 0 после максимального времени наблюдения, обычно после конечного времени зарегистрированной трассы. Затем имеются боковые границы, вне которых необходимо сделать допущение о форме волнового поля [11].

Этот тип миграции включает в себя неявное решение скалярного волнового уравнения, в других словах, непрямое решение требует добавочной инверсии матрицы. Неявная конечно-разностная миграция имеет преимущество в стабильности, но и недостатки в низкой точности и значительных эффектах частотной дисперсии

Недавно появилось семейство F-X миграций, осуществляемых с помощью пространственных сверточных фильтров, часто классифицируемых для простоты как конечно-разностные миграции. F-X миграции в противоположность, используют явное решение скалярного волнового уравнения посредством применения пространственного варианта сверточных фильтров. Заранее созданная таблица миграционных сверточных операторов для каждого соотношения щ/Vинт значительно

уменьшает время расчетов и обеспечивает устойчивость с учетом бесконечно малой нераспространяемой энергии. F-X миграция может использоваться как во временном варианте, так и в глубинном, который более точен и лучше выдерживает эффекты дисперсии по сравнению с обычными неявными конечно-разностными методам [10].



2. Учёт приповерхностных неоднородностей, связанных с газонасыщенностью, при обработке сейсмических данных

2.1 Методика проведения работ

В представленной работе был обработан профиль, полевые сейсмические исследования на котором проводились по методике 120-кратного ОГТ с фланговой системой наблюдения.

1. Приемное устройство

количество каналов 480

база группирования 12.5 м

количество приемников в группе 16

ближний канал 480

вынос ближнего канала 148 м

заглубление косы 8 м

2. Источник колебаний

тип Ggun

объем пушек 3680 куб дюймов

давление 2000 фунтов/кв. дюйм

заглубление источника 6 м

взрывной интервал 25 м

3. Параметры регистрации

фильтрация ФНЧ открытый канал

ФВЧ 199/370дб

длина записи 8000 мсек.

дискретность 2 мсек.

задержка записи 50 мсек.

формат записи SEG-D 8058 rev.1.0

Так же предварительно в данных уже было выполнено:

1. Введена аппаратурная задержка (50 мс)

2. Предварительная полосовая нуль-фазовая фильтрации в диапазоне 1-3-90-110 Гц.

3. Введена поправка за сферическое расхождение

4. Подавлены низкоскоростные линейные помехи и частично снят фона кратных волн при помощи фильтрации в F-K области (по сейсмограммам пунктов взрыва)

2.2 Граф обработки и основные полученные результаты

2.2.1 Рассмотрение картировочных признаков газонасыщенных отложений

На первом этапе обработки были сформированы суперсейсмограммы с инкрементом 50 ОГТ и числом ОГТ для объединения - 5. После чего был проведен анализ вертикальных спектров скоростей. В результате был получен первый суммарный разрез (Рис 2.1)

Первичный анализ суммарного разреза показал, что на CDP 37035-37085, 37150-37180, 37200-37300, 37940-37950, 38070-38220 (выделены красным цветом) в приповерхностной части существуют изменения параметров, свойственные для газонасыщенных осадков [7]:

Рис 2.1. Первый суммарный разрез

Первый картировочный признак находит своё подтверждение при рассмотрении графика амплитуд соответствующих отражений от дна (Рис 2.2).

Рис 2.2 График амплитуд, полученный при рассмотрении временного интервала 70-120 мс.

Из разреза видно, что на вышеупомянутых CDP наблюдается значительное увеличение амплитуд и смена полярности у отражения от дна. График амплитуд был построен по первому суммарному разрезу.

1. Образование ложных «прогибов» или искажение конфигурации более глубоких границ.

Наиболее чётко этот эффект наблюдается на глубоких границах (Рис 2.3).

Рис 2.3 Образование ложных прогибов, связанное со скоростными аномалиями.

2. Изменятся преобладающая частота, эффективная ширина и форма спектра отражения:

В случае газонасыщенных осадков должно наблюдаться понижение частоты, но иногда частота в области залежи может возрастать. В случае тонкого пласта (т<0,25T), интенсивность высокочастотных составляющих может превысить уровень фона, поэтому газонасыщенному участку будет соответствовать появление сравнительно высокочастотного отражения. На представленных ниже частотных спектрах взятых в окне от 70-150 мс наблюдается незначительное повышение высокочастотной составляющей и изменение эффективной ширины и формы спектра отражения (Рис2.4).

Рис 2.4 Частотный спектр отражений взятый в окнах с предполагаемой газонасыщенности и её отсутствием

Таким образом, наблюдаемые в верхней части аномалии по большинству признаков соответствует газонасыщенным осадкам. Также это предположение согласуется с априорной геологической информацией, которая подтверждает газонасыщенность отложений изучаемого района.

2.2.2 Помехи, связанные с приповерхностными неоднородностями и методика их подавления

1. Ослабление залежи, вплоть до её полного экранирования

Данное явление связано с возрастанием коэффициента поглощения по сравнению с величинами, характеризующими те же свойства той же породы, но ненасыщенной газом, в результате чего под газонасыщенными осадками наблюдается ослабление записи вплоть до полного «экранирования».

Для решения этой проблемы была применена процедура переменного во времени отбеливания спектра, путём применения различного усиления к различным участкам частотного диапазона. Сам алгоритм отбеливания спектра работает в частотной области. Необходимо задать один или несколько фильтров (панелей, составляющих вместе один переменный фильтр), путём задания по меньшей мере четырёх угловых частот. Также необходимо увеличение длины входной трассы путём дополнения нулями, чтобы избежать зеркальные эффекты прямого и обратного преобразования Фурье.

Каждая трасса переводится в частотную область, и там её спектр умножается на серию спектров узкополосных фильтров. Полученный набор узкополосных спектров трасс преобразуется обратно во временную область. Затем над каждой трассой из этого спектра выполняется автоматическая регулировка усиления. После этого все нормированные узкополосные трассы складываются между собой, чтобы получить результирующую трассу с отбеленным спектром. Расчётные кривые усиления для каждой трассы также складываются между собой, чтобы получить среднюю кривую усиления. И, наконец, результирующая трасса делится на эту кривую, чтобы сохранить исходное соотношение сигнал/шум [10].

В программном обеспечении ProMax данный модуль называется Time-Variant Spectral Whitening. Ниже приведено рабочее окно, в котором указаны все используемые при обработке параметры.

Рис 2.5 Рабочее окно модуля Time-Variant Spectral Whitening

Основным параметром являются: количество узкополосных фильтров - 4 и частоты спектрального взвешивания, значения которых задавались вручную. Изначально была рассмотрена частотная характеристика отражений, находящихся под газонасыщенностью (Рис 2.6), анализ которой позволил задать четыре граничные частоты: 10-20-60-80 Гц.

Рис 2.6 Частотная характеристика отложений, находящихся под газонасыщенной частью пласта

Так же были заданы: длина оператора спектрального взвешивания (250 мс) и процент добавляемых нулей (25).

После проведения данной процедуры был оценён частотный состав отражений до и после применения модуля Time-Variant Spectral Whitening.

Рис 2.7 Частотная характеристика отражений до и после применения процедуры Time-Variant Spectral Whitening

Из чего можно заключить, что процедура позволила восстановить частоты от 45 до 60 Гц, которые изначально отсутствовали на разрезе.

2. Образование ложных прогибов или искажением конфигурации более глубоких границ

Уменьшение скорости в зоне газонасыщенности, как уже упоминалось выше, приведет к дополнительному запаздыванию отражения от подошвы залежи. Дополнительное запаздывание проявится в образовании ложных прогибов или искажении конфигурации более глубоких границ.

Таким образом, сейсмический луч, проходя через приповерхностную аномалию испытывает её влияние, в результате чего происходят временные сдвиги осей синфазности и ухудшается качество суммарного разреза.

В работе для решения этой была применена переменная статика согласованная по ОГТ.

Для этого на начальном этапе были проведены следующие процедуры:

1. Сортировка трасс по ОГТ

2. АРУ

3. Введены кинематические поправки

До выполнения модуля в интерактивном режиме был назначен горизонты автостатики, используя Pick (Рис 2.8).

Рис 2.8 Выделение горизонта автостатики при помощи пикировки

Далее была сформирована пилот трасса на заданной базе. Пилот трасса - это сумма трасс определяемых Smash параметром, назначенным в выбранном горизонте автостатики. В моём случае он равен 25. Взаимная корреляция используется для определения временных сдвигов наилучшим образом выравнивающих трассы ОГТ с соответствующей суммотрассой.

После проведения процедуры переменной статики, согласованной по ОГТ, скоростной анализ был проведён повторно. Преобразованные данные были просуммированы с улучшенными скоростями. Как видно из (Рис 2.9) исчезло искажение конфигурации более глубоких границ, как результат улучшилось качество временного разреза.

Рис 2.9 Суммарный разрез после проведения процедуры переменной статики, согласованной по ОГТ

3. Образование интенсивных кратных волн

Как уже упоминалось выше резкое увеличение модуля коэффициента отражения, приводит к формированию интенсивных кратных волн одной полярности (Рис 2.10).

Рис 2.10 Кратные волны, связанные с резким увеличением коэффициента отражения



Наиболее простым и известным методом подавления кратных волн является предсказывающая деконволюция во временной области. Строго говоря, использование предсказывающей деконволюции обосновано только в случае одномерной задачи, т.е. при нормальном падении плоской волны на систему плоскопараллельных слоёв. Тем не менее, на практике иногда удаётся добиться некоторого уменьшения энергии поля кратных волн, применяя предсказывающую деконволюцию в сложной среде. Поэтому было принято решения провести данную процедуру.

В работе была применена традиционная минимально-фазовая предсказывающая деконволюция Винера-Левинсона. Для осуществления предсказывающей деконволюции необходимо определить два параметра: шаг предсказания и длину оператора. Шаг предсказания определяется с помощью функции автокорреляции. Функция автокорреляции позволяет определить повторяющиеся события. На сейсмограмме они представлены в виде максимумов функции автокорреляции, расстояние между максимумами - период повторяющихся событий. В моём случае шаг предсказания был выбран равным 64 мс. Длина оператора деконволюции выбиралась в тестовом режиме. Критерием служило качество временного разреза, получаемые после применения деконволюции. В итоге было принято решение применить интервал в 110 мс.

В результате после проведения процедуры деконволюции был получен разрез (Рис 2.11), на котором кратные волны ослабились. Не совсем качественная работа деконволюции может быть связана с ограничениями в её применении.



Рис 2.11 Суммарный разрез после применения процедуры деконволюции

3. Дифрагированные волны

Из-за присутствия на разрезе локализованных газонасыщенных тел образуются дифрагированные волн, которые в заметной степени ухудшают качество суммарного разреза.

Для решения данной проблемы была проведена конечно-разностная миграция с суммированными данными во временной области с помощью явной конечно-разностной экстраполяции.

Выбор именно данного способа миграции опирался на то, что конечноразностные методы обрабатывают переменные по всем направлениям поля интервальных скоростей по времени.

На первом этапе проведения процедуры скорости V_огт (V_rms), полученные при пикировке скоростного закона, были пересчитаны в V_инт по формуле Дикса:

[ProMax]

Рассмотрим полученное поле интервальных скоростей (Рис 2.12)



Рис 2.12 Поле интервальных скоростей для миграции

Значения интервальных скоростей изменятся от 1100 м/c в верхней части разреза до 5000м/с в глубинной части. Минимумы значения интервальной скорости совпадают с областями предполагаемого газонасыщения.

Далее проводилось выбор параметров миграции, наиболее важными из которых являются: шаг по времени для миграции и процент добавления длины трасс. Так, большие значения шага в 20-40 мс позволяют программе работать быстрее, но ограничивают максимальные углы мигрированного разреза, меньшие углы позволяют мигрировать наклоны вплоть до 45⁰, но значительно увеличиваю время вычисления. В условиях небольшого объёма данных было принять решение сделать шаг равным 10 мс, что позволило провести процедуру миграции более качественно. Процент добавление длины трасс составил 30%, что является обычно достаточно [10]. Эта процедура необходима для устранения эффектов обращения при преобразовании Фурье. Оптимальный выбор параметров позволил получить следующий суммарный разрез (Рис 2.13):



Рис 2.13 Суммарные разрезы (сверху вниз) до и после проведения процедуры конечно-разностной миграции.

На полученном суммарном разрезе отсутствуют «усы» дифрагированных волн. Так же стоит отметить, что на временах 1200-2200 мс в середине профиля стал заметин разлом, который не проявлялся на предыдущих этапах обработки.



Заключение

Основная цель проделанной выше работы заключалась в подавлении помех, связанных с приповерхностными неоднородностями и в получении, в результате, качественного временного разреза.

В процессе выполнения работы автором были изучены основные признаки газонасыщенных отложений, и создаваемые ими соответствующие аномалии волнового поля. Были освоены стандартные процедуры обработки в специализированном программном обеспечении ProMax, позволяющие учесть неоднородности: trim-статика, предсказывающая деконволюция, конечно-разностная миграция и отбеливание спектра.

Так, переменное во времени отбеливание спектра позволило восстановить высокочастотный состав сигнала, отраженного от пород, расположенных под газонасыщенной частью пласта.

TRIM-статика разрешила проблему ложных «прогибов» рефлекторов.

Благодаря предсказывающей деконволюции частично было ослаблено поле кратных волн. Но не совсем качественное проведение данной процедуры можно объяснить невыполнением допущений, положенных в основу данного метода.

Миграционное преобразование позволило сфокусировать дифрагированные волны и получить улучшенный временной разрез для последующей интерпретации.

Таким образом, в результате проделанных работ был получен временной разрез с ослабленным полем кратных волн и сфокусированными дифрагированными волнами.

Стоит отметить, что указанный набор процедур позволяет решить кинематические задачи, но не динамические, так как в результате проделанных процедур динамические характеристики записи искажаются. Для их сохранения необходима разработка более сложной методики.



Список литературы

1. Авербух А. Г. Изучение состава и свойств горных пород при сейсморазведке. М., Недра, 1982, 232 с.

2. Бакиров Э. А., Ермолкин В. И., Ларин В. И., Мальцев А. К., Рожков Э. Л. Геология нефти и газа. М: Недра. 1990. 240 с.

3. Боганик Г.Н., Гурвич И.И. Сейсморазведка: Учебник для вузов. Тверь: Издательство АИС, 2006. 744 с, 204 ил.

4. Бондарев В.И Сейсморазведка. Екатеринбург, 2007

5. Козырев B.C., Жуков А.П., Коротков И.П., Жуков А.А., Шнеерсон М.Б. Учет неоднородностей верхней части разреза в сейсморазведке. Современные технологии. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003

6. Оруджева Д.С. , Халимов Э.М. Перспективы поисков новых залежей нефти и газа в окраинных морях России // Геология нефти и газа. №7. 1994.

7. Шалаева Н.В, Старовойтов А.В. Основы сейсмоакустики на мелководных акваториях. Учебное пособие - М, Издательство МГУ, 2010. 256 с.

8. Armstrong, T. [2001] Velocity anomalies and depth conversion - drilling success on Nelson Field, Central North Sea. 63rd EAGE Conference & Exhibition, Extended Abstracts, IV-2.

9. Ian F. Jones. Вводное руководство: объединение приповерхностных скоростных аномалий в модели глубинной миграции до суммирования.First break том 30, март 2012. Техническая статья

10. ProMax, Manual

11. SEISMIC DATA ANALYSIS Processing, Inversion, and Interpretation of Seismic Data, OZ YILMAZ, Volume II Stephen M. Doherty, Editor Society of Exploration Geophysicists Post Office Box 702740, Tulsa, OK 74170-2740

Размещено на Allbest.ru