Обробка та інтерпретація данних методом спільної глибинної точки (МСГГ)

Обробка та інтерпретація данних методом спільної глибинної точки (МСГГ)

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

ННІ «Інститут геології»

Кафедра геофізики

Курсова робота

з курсу «Геофізичні методи досліджень»

на тему

Обробка та інтерпретація данних методом спільної глибинної точки (МСГГ)

Виконав: студент ІІ курсу

група геофізиків Савченко М.Ю

Науковий керівник

асист. Кузьменко П.М.

Київ - 2015

Вступ

Сейсмічна розвідка (сейсморозвідка) - сукупність методів дослідження геологічного середовища, що ґрунтується на вивчені розповсюдження пружних хвиль, які збурюються штучно. Сейсморозвідка включає два основних методи: метод заломлених хвиль (МЗХ) і метод відбитих хвиль (МВХ). Метод відбитих хвиль заснований на виділенні хвиль, одноразово-відбитих від цільової геологічної границі. Цей метод найбільш затребуваний в сейсморозвідці, що дозволяє вивчати геологічний розріз з детальністю до 0,5% від глибини залягання границі. На цей сейсмічний метод, протягом тривалого часу, припадає більше 90% витрат на пошукову геофізику в нафтогазовій промисловості. До методу МВХ належить метод спільної глибинної точки (СГТ), підсумування якого стає ядром усіх систем обробки в сейсморозвідці.

В даній курсовій роботі вивчається метод спільної глибинної точки, як один із основних методів для долслідження локальних структур земної кори під час пошуків вуглеводнів. Даний метод використовують як в умовах суходолу так і в морських умовах.

Сучасний стан методу спільної глибинної точки знаходиться на дуже високому щаблі свого розвитку. Зараз це один із найпоширеніших методів у сучасній сейсморозвідці, і багато компаній, що займаються сейсморозвідкою використовують саме цей метод, бо він має високу інформативність про геологічне середовище. Введення в сейсморозвідку методу СГТ призвело до значного підвищення саме геологічної ефективності в сейсморозвідці, дозволило більш глибше дослідити складно побудовані структури земної кори. А 3D модифікація СГТ поліпшила сприйняття геологічних структур.

Метод СГТ, у польових умовах, для підвищення ефективності доповнюють : способи формування короткого імпульсу з метою підвищення продуктивності методу СГТ, системи з великими віддаленнями для кращого ослаблення кратних хвиль, випробування нових джерел для створення сейсмічного імпульсу та інше. Особливо активно йдуть нововведення серед апаратури обробки матеріалів, якщо обробка ведеться комп’ютером, то тут використовуються додаткові блоки, що дозволяють підвищити ефективність продуктивність використання машин. Вдосконалюються методи й оптичної обробки, що застосовуються на різних стадіях обробки матеріалу, які дають змогу оперативно аналізувати вихідний матеріал, а також підвищувати прослідковуваність корисних хвиль на стадії інтерпретації результатів даних сейсморозвідки.

І. Історія створення методу СГТ

В 1950 році Г.Мейн дослідник з корпорації «Petty geophysical» винайшов метод спільної глибинної точки (МСГТ), як можливо спосіб подавлення завад,з якими не вдавалось справитися шляхом групування. Реєстрація сигналів на магнітній стрічці зробила метод СГТ виконуваним практично.

Спостереження по даному методу почали проводити з 1956 року, після отримання патенту Мейном, проте широкого застосування він отримав з початку 60-х років, досить швидко ввійшовши в обіг, як спосіб послаблювати кратні хвилі і завади інших типів.

Перші сейсморозвідувальні роботи в Україні були виконані в 1931 р. у Слов'янському районі Донбасу (пошуки і розвідка родовищ солі). Із 1932 р. сейсморозвідувальні роботи починають проводитися для вирішення питань структурної геології. Спочатку застосовувався МЗХ перших вступів, пізніше (із 1939 р.) - МВХ.

Після 1948 р. сейсмічна розвідка починає розвиватися швидкими темпами, унаслідок чого вона стає провідним методом геофізичних досліджень на нафту і газ, а також при вирішенні питань регіональної геології та глибинної будови земної кори.

Залежно від рівня досконалості методичних прийомів, польової апаратури та засобів обробки в історії розвитку сейсморозвідувальних робіт в Україні може бути виокремлено чотири основні етапи.

Перший етап (1948-1960) характеризується однократною системою спостережень МВХ з поодинокими джерелами збудження та приймання, апаратурою з осцилографічним (невідтворюваним) записом і ручною обробкою матеріалів.

Другий етап (1961-1970) характеризується застосуванням інтерференційних систем для приймання та збудження пружних коливань, магнітної реєстрації для запису сейсмограм та аналогової машинної обробки сейсмічної інформації.

Для третього етапу (1971-1986) властиве широке застосування багатократних і площинних систем спостережень (метод спільної гли-бинної точки - МСГТ), цифрової реєстрації та обробки польових матеріалів за складними програмами.

Протягом останнього, четвертого етапу (1987 р. - сьогодення) відбувається подальше вдосконалення методики польових спостережень та обробки інформації, реалізується низка міжнародних програм регіональних сейсмічних досліджень, в яких Україна відігравала провідну роль.

Упродовж 1950-2002 рр. на території України виконано великий обсяг сейсмічних досліджень МВХ. Дослідження зосереджувалися переважно на території Українського щита, Передкарпаття, Дніпровсько-Донецької западини, Степового Криму та на акваторіях Чорного й Азовського морів. Великий обсяг досліджень методом СГТ виконано в межах північного, західного та південного схилів Українського щита, на Побужжі, у районі Криворізько-Кременчуцького та Сурського синкліноріїв, а також на Корсунь-Новомиргородському плутоні та Новоукраїнському масиві (І.І. Антушевич, Л.І. Ґонтова, М.Є. Гринь, Г.І. Дмитрієв, Г.М. Дрогицька, В.О. Корнілова, В.Б. Соллогуб, В.І. Шаров, Л.М. Шимків та ін.).

Особливе місце серед досліджень такого роду через свою глибинність посідають роботи МВХ-МСГТ, виконані в 1986-1990 рр. в центральній та південній частинах Українського щита, за яких тривалість реєстрації хвильового поля становила 20-30 с, що відповідало глибині 70-120 км (земна кора та значна частина верхньої мантії).

На сьогоднішній день цей метод використовують скрізь, де проводиться сейсморозвідка, що базується на відбитих хвилях.

Спосіб загальної глибинної точки застосовується при пошуку і розвідці родовищ нафти і газу в різних сейсмогеологічних умовах.

Його застосування практично повсюдно підвищило глибинність досліджень, точність картування сейсмічних границь і якість підготовки структур до глибокого буріння, дозволило в ряді нафтогазоносних провінцій перейти до підготовки до буріння неантиклінальних пасток, вирішувати в сприятливих умовах завдання локального прогнозу речовинного складу відкладів і прогнозувати їх нафтогазоносність. Спосіб загальної глибинної точки використовують також при вивченні вугільних і рудних родовищ, вирішенні завдань інженерної геології.

ІІ. Теоретичні основи методу СГТ

Методи сейсморозвідки розрізняють по багатьом характеристикам: природі використовуючих хвиль, їх фізичного типу, середовищу спостережень, способу коливань, об’єктам досліджень, прийомами обробки і тд.

Основним методом сейсморозвідки, отримавшим найбільше практичне застосування, являється метод відбитих хвиль, до якого відноситься метод спільної глибинної точки, який дозволяє при обробці спостережень МВХ, виконаних по методиці багатократних перекриттів, підвищити надійність простеження сейсмічних горизонтів шляхом сумування хвиль, відбитих від одних участків глибинних границь.

Принцип методу СГТ полягає у тому, що сейсмічні хвилі отримані при різних положеннях джерела і приймача і відбиті від однієї і тієї ж точки В (спільна глибинна точка) границі R, представляються у вигляді сумарного запису (рис.1), який відноситься до спільної точки всіх трас О0, розташованої посередині між джерелом і відповідними точками прийому коливань.

Перед підсумовуванням сигналів, які відносяться до спільної глибинної точки, їх суміщають за часом (рис.1), за рахунок введення кінематичних поправок, які враховують різницю часів приходу відбитої хвилі у будь-якій точці прийому коливань джерела, тобто, tк=tx-t0. При цьому отримується часовий розріз СГТ. Все це має місце для горизонтальних границь. У випадку похилих границь сумарні сигнали відбиваються в різних, хоча і близько розташованих точках границі. При цьому “спільна” точка немов би “розмивається” вздовж границі і до того ж пересувається в сторону її підйому (сейсмічний знос). З цієї причини метод СГТ точніше називати методом “спільної середньої точки” (ССТ).

При підсумовуванні сигналів за методом СГТ (ССТ) для знаходження кінематичних поправок використовується певне значення швидкості поширення сейсмічних хвиль в середовищі. Це дозволяє підкреслювати корисні відбиті хвилі і послаблювати хвилі-завади (кратно-відбиті, заломлені і інші). В процесі підсумовування сигналів з різних сейсмограм за методом СГТ (ССТ) послаблюються також випадкові коливання . Здійснюючі сумування сигналів за методом СГТ (ССТ) при різних значеннях швидкості можна визначити з достатньою точністю ефективну швидкість поширення сейсмічних хвиль у середовищі.

Рис.1. Схема спостережень методом спільної глибинної точки (СГТ)

У складних районах, з крутими кутами падіння границь, блоковою структурою, криволінійними границями, зонами виклинювання, часові розрізи за методом ЗГТ значно спотворюються і не відображають реальну будову геологічного розрізу. За таких умов має застосовуватися метод сейсмічних міграційних перетворень, який дозволяє перетворювати первинні сейсмічні записи чи часові розрізи СГТ в сейсмічні зображення - розрізи середовища в масштабі часу чи глибини. При цьому, у порівнянні з методом СГТ додатково послаблюється вплив дифрагованих хвиль, враховується сейсмічний знос, тобто зміщення точок прийому коливань відбитих хвиль по відношенню до точок границь, де утворилися ці хвилі, знижується рівень випадкових і низькошвидкісних перешкод, розшифровуються зони інтерференції тощо.

В основі міграційних перетворень покладено принцип відновлення (зворотного продовження) хвильових фронтів в середовищі за значеннями хвильового поля, яке спостерігається, на поверхні. Цей процес описується за допомогою хвильового рівняння.

Параметри схем спостереження МБП (метод бічного профілювання): величина бази спостережень, положення джерела відносно бази прийому коливань, мінімальне (xmin - винесення джерела) і максимальне (xmax - віддалення приймачів від джерела). Кратність простежування границь визначається, головним чином, сейсмологічними умовами. База прийому коливань збільшується при необхідності зменшення високошвидкісних перешкод. Кратність простежування границь збільшується при необхідності ослаблення випадкових коливань. Вона визначається за формулою:

де l - відстань між точками збудження (вибуховий інтервал), L довжина годографа.

У залежності від положення джерела по відношенню до бази прийому коливань системи спостережень МБП розділяються на симетричні (джерело знаходиться в середині бази спостережень), флангові (джерела знаходяться на крайніх точках спостережень), флангові з винесеними точками збудження. Симетричні схеми застосовуються, в основному, при вивченні слабких відбиваючих границь (коли необхідно послаблення випадкових перешкод), а флангові - при необхідності придушення багатократних хвиль та інших високошвидкісних завад.

Наведені вище профільні системи спостережень ефективні за умов коли геологічні структури витягнуті в деякому напрямку, а основні розвідувальні профілі розташовані вхрест їх простягання. В районах, де ці умови не виконуються (складна будова, різні структурні плани за глибиною, наявність “бічних” хвиль тощо), профільні системи не дають необхідного ефекту і можуть привести до серйозних помилок в структурних побудовах. В таких випадках необхідно застосовувати площинну реєстрацію сейсмічних хвиль, системи спостережень для яких зараз інтенсивно розвиваються. Перехід до площинної реєстрації дозволяє значно збільшити ефекти послаблення кратно-відбитих і поверхневих хвиль, а також випадкових шумів порівняно з профільними системами спостережень.

Сучасні технології польових робіт, як правило, реалізуються у вигляді багатократних перекриттів. Результати ролевих досліджень в цьому випадку є сукупністю спостережень загального пункту збудження з високою щільністю їх розміщення за профілем або площею. Саме з такої сукупності вихідних польових записів СПЗ в подальшому в процесі обробки формують за визначеним правилом сейсмограми, відповідні певній методиці багатократних перекриттів. Найбільш поширеним в даний час виглядом таких сейсмограм в методі відбитих хвиль є сейсмограми спільної глибинної точки - сейсмограми СГТ. Формування сейсмограм СГТ здійснюється на основі наступного правила: з первинної сукупності сейсмограм СТЗ для конкретного пікету профілю (площі) вибирають ті траси записи, для яких середина відстані "джерело - приймач" в точності відповідає вибраному пікету профілю або площі (Рис. 2). Відповідно до сказаного під спільної глибинною точкою розуміють точку (точніше, невелика ділянка) на границі, що відображає, який є загальною точкою відбиття для всієї сукупності трас формованої сейсмограми. Проекція спільної глибинної точки на профіль (плоскість) спостережень для горизонтально-шаруватих середовищ завжди збігається з серединою відстані "джерело - приймач ". Цю точку зазвичай і називають спільною серединною точкою. При похилому заляганні сейсмічних границь просторовий збіг координат СГТ може порушитися.

Широке вживання спостережень по системах багатократних перекриттів в практиці сейсморозвідувальних робіт обумовлене тим, що в процесі їх обробки можлива реалізація алгоритмів, що забезпечують істотне підвищення співвідношення "сигнал / перешкода" як за рахунок послаблення нерегулярних коливань, так і придушення регулярних хвиль-перешкод різного типа. Для цієї мети в більшості алгоритмів обробки використовуються характерні кінематичні особливості годографів СГТ відбитих і дифрагованих хвиль.

Рис. 2. Схема, що пояснює процес формування сейсмограми СГТ (1) для загальної середньої точки (2) на основі вихідних сейсмічних трас СТЗ: О0-О4 - джерела пружних хвиль; М0-М4 - приймачі пружних хвиль

ІІІ. Основи обробки даних за методом СГТ

В даний час виробнича сейсморозвідка відбитими хвилями практично повсюдно виконується за методикою багатократних перекриттів з обробкою польових матеріалів за методом спільної середньої (глибинної) точки. У ньому реалізовані найважливіші досягнення методики і технології обробки та інтерпретації сейсморозвідувальних даних. Багато з цих розробок вишли за рамки МВХ і знайшли застосування в інших методах сейсморозвідки.

Узагальнена схема обробки сейсморозвідувальних матеріалів по методу СГТ представлена на рис. 3 Схема вказує послідовність і взаємозв'язок етапів обробки, нумерація яких у цілому відповідає порядку їх виконання. Жирні єднальні лінії показують шляхи руху сейсмічних трас, тонкі лінії показують інформаційно-інтерпретаційні зв'язки етапів обробки між собою і з вихідними даними. Напрям руху інформації вказаний стрілками. Схема має три структурні рівні, створюючих.

Схема має три структурні рівні, створюючих три «поверхи» етапів обробки. Основним є рівень кінематичної претації (середній поверх), об'єднуючий ключові етапи здобуття сейсмічних розрізів або кубів по матеріалах 2D або ЗD розвідки. Для їх забезпечення служать етапи рівня оптимізації роботи (верхній поверх), які дозволяють досягати найкращої можливої якості сейсмічних побудов. Рівень динамічної інтерпретації (нижній поверх) об'єднує етапи, зазвичай виконують при спеціальній, поглибленій обробці. Раніше наголошувалося, що обробка сейсмічних даних носить ітераційний характер з багатократним повторенням багатьох процедур в процесі оптимізації їх параметрів і поліпшення отримуваних даних. На рис. 3 ця обставина відбита у вигляді петлі інформаційного зворотного зв'язку, що охоплює всі рівні обробки і показаною на схемі з правого краю.

сейсморозвідувальний хвильовий зйомка поляризація

Рис.3. Узагальнена схема обробки

Кінцевим висновком обробки є сейсмогеологічна модель об'єкту досліджень, яка будується в результаті кінематичної і динамічної інтерпретації вихідних даних. Вихідні дані першої черги включають матеріали, без яких обробка не може вироблятися:

польовий масив даних (ПМД) у вигляді стрічкових або дискових носіїв із записами сейсмограм загальної точки збудження (СГ ОТВ);

схема системи спостережень на профілі або площі;

таблиця апріорних статичних поправок для пунктів збудження і прийому коливань. (При сприятливій будові ВЧР ці показники можуть бути розраховані по часах заломленої хвилі, спостерігаємо в перших вступах на польових сейсмограмах).

На рис. 4 показана для прикладу 400-канальна польова сейсмограма ОТВ, зареєстрована телеметричною апаратурою при ЗD зйомці по хрестоподібній системі спостережень. База прийому утворена чотирма паралельними сейсмічними розстановками, відстають один від одного на 300 м. Кожна розстановка містить 100 каналів з кроком 50 м. Лінія вибухових джерел ортогональна до ліній прийому і проходить через середину розстановок приборів, що формує центральну систему спостережень.

Представлена сейсмограма отримана з пункту вибуху, розташованого між другою і третьою лініями прийому, трохи ближче до першої із них. Спостерігається хвильова картина хорошої якості з безліччю відображень у всьому діапазоні часів реєстрації. Разом з тим дуже інтенсивна хвиля-перешкода релеєвського типу перешкоджає спостереженню на центральних трасах розстановок навіть найбільш сильних відбитих хвиль.

Вихідні дані другої черги включають додаткові матеріали, без яких кінематична інтерпретація польових записів здійснювана, оча втрачає у своїй оперативності і точності результатів, проте динамічно інтерпретація хвильового поля не може бути виконана.

Рис. 4. Польова 400-канальна сейсмограма МОВ, записана телеметричної сейсмостанцією

До цих даних відносяться:

апріорний швидкісний закон v(t0) для досліджуваної площі;

список бракованих трас, виявлених під час польових робіт;

Слід мати на увазі, що на всіх етапах обробки стадії інтерпретації забезпечені гнучкою і багатоваріантною візуалізацією аналізуючих матеріалів з використанням поліекранних, багатокольорових, аксонометричних, суміщених, світлотіньових, напівпрозорих і інших способів зображення сейсмограм, сейсмічних розрізів і кубів, карт, графіків, діаграм і т. п.

Нижче дана коротка характеристика послідовних етапів обробки із зазначенням процедур перетворення інформації та результатів її інтерпретації.

1. Попередня обробка

Тут виконуються наступні операції:

Демультиплексація цифрових записів;

Перетворення формату польових записів у формат відпрацьовуючої системи;

Розрахунок геометрії системи спостережень;

Занесення геометрії системи спостережень в заголовки сейсмічних трас;

Редакція сейсмотрас з обнуленням їх бракованих ділянок та зверненням полярності протифазних записів.

Перегляд польових записів дає уявлення про структуру спостереженої хвильової картини і характерних особливостях корисних і перешкоджаючих хвиль. Це дозволяє вибрати типові сейсмограми для використання на наступному етапі обробки. Результативним матеріалом етапу є робочий масив даних (РМД), що містить попередньо оброблені сейсмограми ОТВ.

. Тестування початкової обробки

Етап призначений для підбору відповідних процедур та їх мінімальних параметрів шляхом випробування різних варіантів утворень на типових сейсмограмах ОТВ, відібраних з вихідних даних. Тестуються наступні процедури:

Початковий м’ютинг - обнулення початкових ділянок сейсмічних трас;

Корекція амплітуд коливань на сейсмічних трасах;

Частотна фільтрація - смугова і зворотна (деконволюції);

Просторово-часова фільтрація.

При зіставленні варіантів обробки критеріями якості результатів служать візуальні оцінки інтерпретатора, що спираються на кількісні дані оперативного спектрального та амплітудного аналізу коливань.

3. Початкова обробка.

Етап готує сейсмограми до подальших побудов часового розрізу, для чого реальні записи необхідно наблизити до простої моделі поля відбитих хвиль. З цією метою виключають ловлення поверхневими неоднорідностями відносні часові зрушення сейсмотрасс, усувають не інформативні початкові частини записів, компенсують ослаблення з часом амплітуд корисних коливань і підвищують якість хвильової картини за допомогою різних видів одноканальної і багатоканальної фільтрації.

Основні процедури етапу такі:

Введення апріорних статичних поправок;

Початковий мютінг;

Корекція та нормування амплітуд;

Смугова фільтрація:

Деконволюції;

Двовимірна фільтрація (частотна, віялова, когерентна);

Віднімання хвиль-перешкод.

Оброблені сейсмотраси перевпорядковувати в сейсмограми СГТ, які утворюють базовий масив даних (БМД), що служить матеріалом для подальших етапів обробки.

. Попереднє підсумовування.

За сейсмограмах СГТ будують попередні часові розрізи (ЧР) або часові куби (ТК), для чого послідовно виконують такі процедури:

Розрахунок і введення нормальних кінематичних поправок (НКП);

Підсумовування трас по спільним серединним точкам (бінам).

Попередні розрізи дозволяють встановити основні риси геологічної будови досліджуваної площі, виділити на неї області різної якості простежування цільових горизонтів і виявити можливі причини ускладнення хвильової картини. На площі робіт вибирають ділянки виконання швидкісного аналізу для корекції кінематичних поправок, визначають часові інтервали для корекції статичних поправок і намічають відповідні вибірки матеріалів для тестування фільтрацій сейсмограм СГТ і часових розрізів. Ці заготовки використовуються на наступних етапах обробки.

. Корекція кінематичних поправок.

Корекція нормальних кінематичних поправок (НКП) будується на швидкісному аналізі сейсмограм СГТ, який здійснюється процедурами:

Розрахунок та інтерпретація вертикальних спектрів швидкостей:

Розрахунок та інтерпретація горизонтальних спектрів швидкостей.

Перша процедура визначає залежність vорг (t0) на ділянці профілю або площі, в межах якого можна знехтувати горизонтальним градієнтом швидкостей. Друга процедура визначає для фіксуючого відбитого горизонту залежність vсгт (х, у) на дослідній площі. Корекція НКП може виконуватися багаторазово по мірі покращення якості хвильової картини сейсмограм СГТ за рахунок корекції статичних поправок, додаткової фільтрації сейсмограм, а також за рахунок введення диференційованих кінематичних поправок (ДКП). Остання процедура виявляється значно більш важчою, ніж введення нормальних кінематичних поправок, оскільки, по суті, є частковою міграцією хвильового поля безлічі сейсмограм. Потреба в ДКП виникає в складних структурно-тектонічних умовах, коли одночасно реєструються відбиття від сейсмічних границь різного нахилу: в таких випадках залежність vсгт (t0) стає неоднозначною, оскільки величина vсгг визначається не тільки ефективною швидкістю, але і кутом нахилу границі. Введення ДКП дозволяє усунути вплив останнього фактора на результати швидкісного аналізу.

. Корекція статичних поправок.

Тут визначають відносні часові зрушення сейсмічних трас, обумовлені неоднорідністями будови ВЧР(верхня частина розрізу), які не були усунені введенням апріорних статичних поправок. Корекцію статичних поправок виконують, як правило, багаторазово в ітерраційних циклах чергування з корекцією кінематичних правок. Основна операція етапу - автоматична корекція статичних поправок (АКСПО), яка реалізується двома послідовними процедурами:

Визначення відносних зрушень трас сейсмограмм ОСТ на основі розрахунку функцій взаємної кореляції;

Обчислення коригувальних поправок за пункти збудження і прийому шляхом рішення систем лінійних рівнянь.

Коли побудова ВЧР ускладнено дуже контрастними швидкісними неоднорідностями локального характеру (острівна мерзлота, локальні таліки, трапові тіла, ерозійні врізи і т. п.), АКСПО може виявитися недостатньо ефективною. У таких випадках, що вимагають більш активної участі інтерпретатора в аналізі хвильової картини, виконують напівавтоматичну корекцію статичних поправок (ПКСП), яка може включати наступні процедури:

Побудова часових розрізів спільних точок збудження (ТР СТЗ);

Побудова часових розрізів спільних точок прийому (ТР СТП);

Напівавтоматична кореляція відображають горизонтів на ТР СТЗ і ТР СТП;

Обчислення коригувальних поправок за результатами кореляції.

Корекція статичних поправок не усуває відносні

здвиги сейсмічних трас, викликані факторами випадкового характеру. Для виключення похибок такого роду виконують корекцію остаточних фазових зрушень, яка, подібно АКСПО, заснована на обчисленні функцій взаємної кореляції трас сейсмограмм ССТ.

. Тестування фільтрацій сейсмограм ОСТ.

На найбільш представницьких сейсмограмах ОСТ випробуються наступні види одноканальної і багатоканальної фільтрації:

Смугова фільтрація для додаткового придушення хвиль-завад, недостатньо ослаблених на етапі початкової обробки;

- Зворотна фільтрація (деконволюції) для збільшення часової роздільної здатності корисних хвиль;

- Низькочастотна фільтрація, застосовувана перед корекцією кінематичних та статичних поправок для згладжування хвильової картини і підвищення її стабільності;

Двовимірна частотна f-k фільтрація для придушення хвиль-перешкод, відрізняються від корисних відображень двовимірним спектром;

Віялова фільтрація для придушення хвиль-перешкод, що відрізняються від//корисних відображень значеннями здаються швидкостей;

Віднімання кратних хвиль, що відрізняються від корисних відображень величиною Vсгт;

t-p перетворення, або фільтрація Радона, що володіє підвищеною вибірковістю при придушенні кратних хвиль, близьких до корисним віддзеркаленням за величиною vcгт.

У конкретних умовах проведення сейсморозвідки звичайно опробують не всі з зазначених процедур, а тільки ті, що відповідають особливостям спостерігаючої хвильової картини.

. Тестування фільтрацій часового розрізу.

На цьому етапі випробують відомі процедури одно канальної (полосової, зворотної) і багатоканальної (частотної, віялової, когерентної) фільтрацій, які повинні підвищити доступ та стійкість хвильової картини на результативних розрізах (кубах). Для фільтрації розрізів рекомендується застосовувати нуль-фазові фільтри, щоб уникнути часових зрушень осей синфазности, показуючихчих сейсмічні горизонти. Іноді тут тестують специфічну процедуру просторової деконволюції (f-х або f-х-у деконволюцію), яка призначена для зниження відносного рівня нерегулярного шуму на сейсмічних зображеннях геологічних об'єктів.

. Остаточне підсумовування.

Виконується по сейсмограмах ОСТ після завершення циклів корекції кінематичних і статичних поправок, усунення остаточних фазових зрушень і вибору оптимальних варіантів одноканальної і багатоканальної фільтрації хвильової картини. На відміну від етапу попереднього підсумовування тут можуть використовуватися більш складні процедури накопичення сигналів з метою їх посилення на остаточному часовому розрізі (кубі). Такими процедурами є:

Медіанне підсумовування, яке виключає значення амплітуд, аномально відрізняються від більшості їхніх оцінок для даного відліку;

Зважене підсумовування, що використовує вагові коефіцієнти, визначаються відповідністю оброблюваної хвильової картини прийнятої для неї моделі;

Неповноцінне підсумовування, що виключає відліки сейсмічних трас тих дистанцій, на яких відношення сигнал/перешкода дуже мале.

Хвильова картина сумарного розрізу обробляється фільтрами, обраними на попередньому етапі. Остаточні часові розрізи (куби) в разі нескладної структурно-тектонічної будови досліджуваного об'єкта можуть служити матеріалами для попередньої кінематичної інтерпретації сейсморозвідувальних даних.

. Міграція після підсумовування.

На часових розрізах (кубах) хвильова картина відповідає нормальному часу відбитих хвиль, які завжди відлічуються по вертикальній осі, хоча нормальні промені далеко не завжди вертикальні. Ця обставина може серйозно спотворювати зображення геологічних об'єктів. Міграція дозволяє виключити подібні спотворення, перейшовши від нормальних до вертикальних променів. Перехід здійснюють методом часової міграції з методом середніх швидкостей або методом глибинної міграції з використанням пластових швидкостей. В результаті отримують мігруючі часові розрізи (куби), які перераховують в глибинні розрізи (куби). Глибинна міграція є більш складною і трудомісткою, ніж часова. Нею користуються тоді, коли неоднорідність покриваючої товщі викликає значні латеральні зміни сейсмічних швидкостей, без урахування яких не можна забезпечити успішну міграцію. Існує багато програм міграції, що реалізують особисті підходи до перетворення хвильового поля. Вибір з них програми, що підходить для даного випадку, залежить від ряду факторів, перш за все - від складності та мінливості структурного і швидкісної побудови розрізу.

Задовільна якість міграції забезпечується при досить точних відомостях про розподіл них або пластових швидкостей сейсмічних хвиль в досліджуваному середовищі.

Рис. 5. приклад куба сейсмічних даних

. Міграція до підсумовування.

Ця процедура виконує міграційні перетворення хвильового поля не сумуючих сейсмічних трас, використовуючи ті ж принципи рішення завдання, що і міграція сумарних розрізів. Міграція до підсумовування є досить часомісткою операцією, особливо в мірному варіанті. До неї вдаються в найбільш складних сейсмогеологічних умовах, коли сумарні часові розрізи не забезпечують задовільного накопичення корисних хвиль. Міграція до підсумовування особливо чутлива до погрішностей використовуваних значень сейсмічних швидкостей. Тому ітерраційна побудова достатньо точної структурно-швидкісної моделі досліджуваного середовища є ключовим моментом даного етапу обробки.

. Побудова сейсмогеологічної моделі об'єкта.

Сейсмогеологічна модель досліджуваного об'єкта є кінцевим результатом обробки польових матеріалів. Її основу утворює багато-шарувата структурно-швидкісна модель, яка будується при кінематичній інтерпретації вихідних даних, що включають свердловинні спостереження. За сейсмічними розрізми корелюють відбиті горизонти, ототожнюючи їх з літологічними границями і поверхнями стратиграфічних або структурних незгідностей. Для прив'язки відбиваючих границь до геологічного розрізу використовуються дані вертикального сейсмічного профілювання або сейсмічного каротажу, що є на площі робіт. Аналіз об'ємної хвильової картини сейсмічного куба при спостереженні відбиваючих границь робиться за допомогою його вертикальних перерізів - розрізів і горизонтальних перерізів - зрізів. Крім горизонтів, показують шарувату будову розрізу і його плікативні структури, інтерпретатор фіксує і простежує диз'юнктивні порушення, що проявляються в хвильовій картині. За матеріалами швидкісних аналізів сейсмограм, які раніше були використані для розрахунку кінематичних поправок, визначають пластові швидкості в інтервалах розрізу між відбивають горизонтами. Осереднення безлічі визначень дозволяє побудувати швидкісний розріз (куб). Шаруватий структурно-швидкісний каркас моделі досліджуваного геологічного середовища може бути доповнений елементами тонкошаруватої сейсмічної моделі в ході наступних етапів обробки, що реалізують динамічну інтерпретацію. При побудові підсумкової логічної моделі, крім власне сейсмічних даних, може бути використана інформація, надана іншими геофізичними методами, що застосовувалися на досліджуваній площі.

13. Інверсія та аналіз варіацій амплітуд.

Етап об'єднує методи динамічної обробки, які використовують пряму залежність амплітуди відбитої хвилі від величини коефіцієнта відображення сейсмічної границі. Ця величина в свою чергу залежить від колекторських властивостей і флюідонасиченості досліджуваних відкладень. Такий зв'язок в сприятливих умовах дозволяє прогнозувати наявність покладів вуглеводнів за часовим розрізом, побудованим в результаті ретельної динамічної обробки сейсмічних коливань. На якісному рівні, при візуальному аналізі хвильової картини, для прогнозування використовують методи яркої/тьмяної плями і миттєвих динамічних характеристик. Більш ґрунтовним є кількісне рішення задачі прогнозування продуктивності пластів-колекторів шляхом так званої інверсії амплітуд, що означає оцінку пружних властивостей контактуючих шарів по величині і знаку амплітуди відбитої хвилі. Цей підхід реалізується методами псевдо-акустичного каротажу та ефективних коефіцієнтів відбиття. В даний час широко застосовується більш чутливий метод амплітудних варіацій відображень. Він заснований на вивченні залежності амплітуди відбитої хвилі від кута її падіння-відображення: характер цієї залежності в значній мірі визначається складом флюїдів і може істотно відрізнятися для водо-насичених і газонасичених пластів-колекторів, що використовують в пошукових цілях.

. Статистичний аналіз атрибутів.

Детерміністичний підхід до інтерпретації амплітуд відбитих хвиль, реалізований на попередньому етапі, обмежений межами роздільної здатності МОВ. При потужностях пластів-колекторів менше 5-10 м відбиття від їх границь не вдається виділяти з інтерференційованої хвильової картини, утвореної пачкою вміщаючи відкладень. У той же час практично важливі властивості сукупності тонких колекторів в такій пачці - їх ефективна потужність, пористість, флюїдонасиченість та ін. показуються на особливостях спостерігаючої інтерференційної картини. Тому її різні кінематичні та динамічні характеристики, звані сейсмічними атрибутами, можуть бути вивчені на предмет їх кореляціойних зв'язків з ефективними колекторськими властивостями досліджуючих відкладень, які відомі по свердловинним даними. З цією метою використовують метод атрибутного регресійного аналізу (АРА), заснований на класичній лінійній регресії, що застосовується в тематичній статистиці. За експериментальними сейсмічними і свердловинними даними знаходять рівняння регресії, що зв'язує один або кілька атрибутів з певною характеристикою ефективних колекторських властивостей цільової пачки відкладень. Отримане рівняння дозволяє з відомим ступенем надійності прогнозувати нафтогазоносність цих відкладень на суміжних площах, де відсутні дані буріння. Для регресійного аналізу досить несприятливі умови, коли між сейсмічними атрибутами і колекториськими властивостями порід немає стійких лінійних зв'язків або кількість опорних свердловин занадто мало. В таких випадках більш успішним може виявитися новий метод атрибутного нейронного аналізу, що використовує нейронні мережі.

. Спектрально-часовий аналіз амплітуд.

Спектрально-часовий аналіз дозволяє детально вивчати умови седиментації осадової товщі, що важливо для прогнозу її нафтогазоносності. Трансгресивний і регресивні серії морських відкладень розрізняються напрямом зміни по розрізу гранулометричного складу осадків і масштабу їх шаруватості. З цієї причини для них спостерігається протилежний характер зміни в часі переважної частоти в спектрі хвильової картини, утвореної безліччю інтерферуючих відбиттів від пачки дуже близьких сейсмічних границь. СЧАН виконується по одній типовій сумо-трасі часового розрізу або за його невеликого фрагменту шляхом їх частотної фільтрації безліччю вузькосмугових фільтрів. Одержуваний при цьому спектрально-часової образ хвильової картини відображає особливості фаціально-літологічної будови геологічного розрізу. Візуальні та статистичні оцінки даних СЧАН). використовують для виявлення осадових комплексів, перспективних щодо нафтогазоносності.

. Моделювання хвильового поля.

Моделювання поля відбитих хвиль є невід'ємною частиною процесу динамічної інтерпретації. Сучасні засоби обчислювальної математики і комп'ютерної техніки дозволяють зчитувати сейсмічні поля в дуже складних об'ємних середовищах, описуваних безліччю мінливих параметрів геометричного і петрофізичного характеру. При цьому можливий облік багатьох чинників - утворення обмінних хвиль частотно-залежного поглинання пружних коливань, впливу кривизни сейсмічних границь на траекторії хвиль і їх амплітуди та ін.. Однак доцільність громіздких і дорогих обчислень залежить від практичної цінності їх результатів, одержуваних звичайно в умовах невисокої точності і малої детальності апріорної інформації. Тому при обробці виробничих матеріалів використовують, як правило, порівняно прості варіанти сейсмічного моделювання, до яких відносяться:

Одномірне хвильове моделювання траси однократних і багатократних відбиттів при нормальному падінні плоскої хвилі в абсолютно пружному середовищі;

Двовимірне променеве моделювання сейсмограм однократних хвиль з урахуванням зміни пластових швидкостей і заломлення на лінійних границях;

Двовимірне хвильове моделювання часових розрізів, утворених нормальними відображеннями в шарувато-однорідному середовищі.

Рис. 6. Порівняння двох варіантів сумарного часового розрізу

У сучасних комп'ютерних системах обробки сейсмічних даних розрахунки і візуалізація хвильових полів виконуються настільки швидко, що можуть бути реалізовані в режимі інтерактивної обробки польових матеріалів. Зіставляючи реальну хвильову картину з синтетичною, інтерпретатор підбирає сейсмічну модель досліджуваного геологічного об'єкта, для якої розрахункове хвильове поле задовільно узгоджується з спостерігаючим. Ступінь згідності визначається як візуально, так і аналітично - за оцінками збігання (подібності) і розбіжності (дисперсії).

На закінчення проілюструємо ефективність багатоетапного процесу обробки сейсморозвідувальних матеріалів за методом ОСТ. На рис. 5 зіставлені два варіанти часового розрізу: попередньо і остаточний, з міграцією після підсумовування. Розрізи, отримані вертикальним перерізом відповідних сейсмічних кубів, побудованих на одній з нафто-перспективних площ Західного Сибіру.

Неважко бачити, що виконана обробка досить істотно підвищила як амплітудну, так і часову доступність хвильової картини, забезпечивши можливість її детальної логічної інтерпретації. Це підтверджується порівнянням частотних спектрів хвильової картини обох розрізів, графіки яких показані також тут.

Висновки

В даній курсовій роботі описаний та проаналізований метод спільної глибинної точки. Він є найважливішим методом в геофізиці при пошуках таких корисних копалин, як нафта та газ.

Сучасний стан методу спільної глибинної точки знаходиться на дуже високому щаблі свого розвитку. Зараз це один із найпоширеніших методів у сучасній сейсморозвідці, і дуже багато компаній, що займаються сейсморозвідкою використовують саме цей метод, бо він є майже одним із найінформативніших методів сейсміки. Введення в сейсморозвідку методу СГТ призвело до значного підвищення саме геологічної ефективності в сейсморозвідці, дозволило більш глибше дослідити складно побудовані структури земної кори.

Переваги методу СГТ:

·   Використання 2D,3D і 4D методів спостереження;

·   Використання новітньої апаратури і програмного забезпечення;

·   Введення вдосконалень в уже існуючі методи дослідження;

Але крім плюсів метод СГТ має і свої мінуси, це на сам перед мала продуктивність через мало потужні ЕОМ, а використання потужних комп’ютерів з відповідним програмним забезпеченням для багатьох дрібних компаній неможливе у зв’язку з високою вартістю, а також те, що використовується кілька блоків програм, що обробляють матеріал. Також це відсутність спеціальних периферійних приладів і апаратури, а також залежність вартості методу спільної глибинної точки від складності проведення польових робіт та складності території.

Проблеми методу СГТ:

·   Відсутність спеціальної периферійної апаратури;

·   Залежність вартості проведених робіт від складності проведення досліджень;

·   Використання мало потужних ЕОМ та програмного забезпечення;

У своїй роботі я не занурювався у різні відгалуження, яких є досить багато, а описав головні теоретичні основи методу спільної глибинної точки та основу обробки інформації за СГТ.

Список використаної літератури

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

2. Шерифф, Л.Гелдарт Сейсморазведка, том 2 - обработка и интерпретация данных. - «Мир»Москва, 1987.

3. Г.Т. Продайвлда, О.А. Трипільський, С.С. Чулков «Сейсморозвідка». Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2008 - 351 с.

4. Р.Шерифф,Л.Гелдарт Сейсморазведка, Том 1 - История, теория и получения данных.- «Мир» Москва,1987.

5. Р.Мак-Куиллин,М.Бекон,У.Барклай Введение в сейсмическую интерпретацию.- «Недра» Москва,1985.

6. Толстой М.І., Гожик А.П., Рева М.В., Степанюк В.П., Сухорада А.В. Основи геофізики (методи розвідувальної геофізики) (методи досліджень геологічної будови земної кори): Підручник. - К.: Видавничо-поліграфічний центр “Київський університет”, 2005. - 416 с