книги из ГПНТБ / Старобинец, А. Е. Состояние региональных и поисковых работ методом преломленных волн на нефть и газ за рубежом

Пример конкретного использования суммирования для решения рассматриваемой задачи схематически иллюстрируется на ри с.7 и сводится к тому, что записи предварительно спрямляются в соответ­ ствии с различными значениями градиентов, а затем суммируются.

___ ГТТТЧ\. -Я ,ffi_ffl_flLJh

V V W w *

а - имитация записи двух преломленных волн с разными кажу­ щимися скоростями; б - суммотрассы при различимое градиен­

та х , принятых при спрямлении

Суммарные трассы, отвечающие градиентам S j и 9г ' П03В0ЛЯЮ* находить соответствующие водны. Основным недостатком этого спосо­ ба является необходимость выполнения требования слабого изменения (секущихся скороотей целевых волн. В противном случае будет наблю­ даться противоречие между необходимостью увеличения числа сумми­ руемых трасс для улучшения статистического эффекта и противопо­ ложным требованием уменьшения числа привлекаемых трасс из-за из­ менения градиента.

Следует отметить, что получение значений градиентов в про­ цессе автоматической корреляции важно и для последующих операций обработки, в частности, для введения кинематических поправок.

Второй из рассмотренных путей выполнения автоматической корреляции реализован, в частности, в объединенной системе стан­ дартных обрабатывающих и интерпретационных вычислительных прог­ рамм [65], разработанной во Франции совместными усилиями геофизи­ ческой группы SN FA (Soclete N a tio n als dee P e tro le a d'A qutane)

Исследовательского центра и Технического и Научного ведомств

CGG(Compaquie G enerals de G eopbyaique).

- 29 -

Автоматическая корреляция вступлений преломленных волн осуществляется двумя программами РЕФА (refa ) и РАПТ (rapt) , входящими в ату систему. В программа РЕФА путем выравнивания двух выбранных тр асс М и N и последующего суммирования получается контрольная трасса Р (р и с.8 ) . Корреляция других трасс Т выпол­ няется путем определения величины времени, которое максимизирует нормализованную функцию взаимной корреляции с контрольной трас­ сой Р в соответствии с выражением (2 ) . По вполне очевидным причи­ нам интегралы в зтом выражении заменяются рядами:

(2 *)

№

Рио.8 . Схема, пояоняющая принцип автомати­ ческой корреляции, положенный в оонову програм­

мы "РЕФА"

Дискретная величина j , которая максимизирует P j , каждый раз запоминается, чтобы установить дискретное время корреляции. ЗапоминаЬтся также соответствующие этим времевам расстояния до источника возбуждения. Кроме того, параллельно определяются скорость и значение "Jf " и в случае перекрытий годографов вычис­ ляются начальные константы (см.раздел ’'Методы интерпретации дан­ ных МПВ"). Рассчитываются также оредняя величина и стандартное отклонение этих величин для всех пар связанных трасо. Последнее рассматривается как критерий относительного качества корреляции. В конце этой фазц обработки откоррелированная запись Выдается на магнитной ленте. В соответствии с программой РАПТ для контроля

- 30 -

осуществляется визуализация полученной информации о помощью циф­ рового графопостроителя. Следует отметить, что рассматриваемые программы могут быть успешно применены как для обработки первых вступлений, так и последующих, которые визуально выделяются на полевых сейсмограммах.

Несколько иной процеос осуществления автоматической корре­ ляции был применен в ФРГ [3 5 J. При вычислении функции взаимной корреляции в этом случае производятся только такие взаимные пере­ мещения сейсмических трасс, которые соответствуют скорости реду­ цирования сейсмозаписей на монтаже. Таким образом, аргументом является скорость, а не величина сдвига. При практическом приме­ нении этого способа отрезок записи в определенном временном ин­ тервале коррелируется с отрезком другой записи в ином интервале. Временной интервал зависит от удаления данной трассы от источни­ ка возбуждения и скорости редуцирования. Цифровая корреляция с использованием ЭВМ осуществляется путем постепенного поиска по­ правок к скорости редуцирования. При таком подходе функция взаим­

кажущейся скоростью. Этот недостаток пытаются компенсировать тем,

- 31 -

Введение кинематических поправок

При составлении ыонтажей сейснозаписей ЦПВ вдоль профилей, так же,как и в U0B, для улучшения наглядности и, в частности, для улучшения прослеживаемости последующих вступлений или для грубой оценки характера рельефа соответствующих преломляющих границ иногда вводятся кинематические поправки. Однако получение аналога "временного разрезе" НОВ одновременно для всех зарегист­ рированных целевых волн и при двух направлениях отстрела в этом случав затруднено. Обычно кинематические поправки вводятся от­ дельно для каждой волны и для каждого направления отстрела путем вычитания из наблюденных времен значений . Отдельные записи

с введенными таким образом кинематическими поправками группируют­ ся в непрерывные предварительные "временные разрезы” путем вычи­ тания связывающих конотент. Получение окончательных "временных разрезов" (времен 11 tg " или временных задержек на пунктах прие­ ма) осуществляется в последующем по методике, которая будет налог

.9 . Форма визуализации информации на выходе программы "КРЕЛ"

водится сейсмическая запись водны, прослеживаемой в последую­ щих вступлениях, после введения кинематических поправок.

- 32 -

Специальные опарации выделения целевых преломленных волн на сейомозапиоях

С целью выделения целевой волны на фоне случайных или ре­ гулярных помех или других волн, например, в воне их интерферен­ ции, а также для повышения раврешенности ааписи во многих стра­ нах при обработке данных Ш1В в последние годы используются спе­ циальные приемы,основными из которых являются суммирование с вре­ менными задержками, веерная фильтрация и деконволюция.(Еще сравни­ тельно недавно для этих целей в МПВ применялась одна только по­ лосовая фильтрация .)

Суммирование с временными задержками

Поскольку эта операция в принципе выполняется так же, как при обработке данных ШОВ, в работе рассматриваются только специ­ фические особенности ее использования в Ш1В. Одно из применений разновременного суммирования ухе было изложено выше. Здесь упомя­ нем еще одно приложение суммирования о временными задержками к обработке данных Ш1В при многократном перекрытии.

Способ для улучшения регистрации выбранных преломленных волн и подавления нежелательных волн и случайных помех, базирую­

ле введения временных одвигов. Последние вычисляются в зависи­ мости от расстояний между пунктами возбуждения и значений скорос­ ти . Расстояния выбираются такими, чтобы необходимые сигналы сум­ мировались после сдвига синфазно. В случае наклонного залегания преломляющих горизонтов для вычисления расстояний между пунктами возбуждения и величины сдвигов требуется знать величину угла на­ клоне. Аналогичный способ подавления волн-помех и, в частности, ревербераций при работах на море' может быть применен путем по­ мещения источников возбуждения на разных глубинах.

- 33 -

• Другой путь расчета временных сдвигов, вводимых при сумми­ ровании, который использует в своей основе метод Гарднера (ом. ниже), применительно к многократному перекрытию в МНВ рассматри­ вается в работе [30] .В соответствии с этим методом рассчитывают­ ся разности временных задержек на пунктах возбуждения и пунктах приема и истинное значение граничной скорости. После этого наблю­ денные времена пробега трансформируются во временные задержки на пунктах приема и перекрывающиеся записи суммируются. В результа­ те можно представить все вступления от различных преломляющих границ на одном " временном р азрезе ".

Веерная фильтрация

Каких-либо существенных отличий в применении веерной фильт­

ренции. Выше уже отмечалось, что для улучшения селекции прелом­ ленных волн при использовании окоростной фильтрации в цифровой форме иногда применяются линейные группы источников возбуждения [41] . В случае, если приповерхностные отложения характеризуются латеральными литологическими изменениями и сложным отроением, скоростная фильтрация может быть успешно выполнена после пред­ варительной коррекции всех записей, предусматривающей их отне­ сение к достаточно глубокой линии приведения [3 9 ].

Преломленные волны, как правило, характеризуются значи­

- 34 -

Деконволюция

Деконволюция (обратная.фильтрация) представляет особый ин­ терес при обработке данных сейсиических работ МНВ на норе, по­ скольку ее применение позволяет очистить сейсыоаапись не только от ревербераций, но также и от волн, порождаемых пульсацией га­ зовых пузырей, которые образуются при взрывах в воде. Последнее особенно важно, так как дает возможность производить взрывы на больших глубинах с целью понижения расхода ВВ. До недавнего вре­ мени этот метод цифровой фильтрации широко применялся только при работах иЮВ в пределах акваторий.

Применение деконволюции при обработке данных морской съем­

Предполагается, что эта операция будет аффективной в отношении подавления любого прогнозируемого шума, который затрудняет выде­ ление целевых волн и при обработке данных наземных сейсмических работ МПВ _[39].

В то же время отмечается, что осуществить деконволюцию по отношению к записям 11ПВ сложнее, чем к записям ЫОВ [8 7 ]. Главная трудность при атом заключается в выделении базовых волновых им­ пульсов' иди,другими словами, в определении спектра полезного сигнала. Распространенный путь решения этой проблемы, используе­ мый в НОВ, основывается на допущениях, что сейсмический сигнал

допущениях, чтобы деконволировать сейсмическую занись в НОВ, обыч­ но принимается, что она может быть представлена сверткой базового волнового импульса с последовательностью единичных импульсов.

Для МОВ это приемлемо, а постепенное изменение базового волново­ го импульса с увеличением времени прихода отраженных волн может быть учтено. Характер записей ШШ является более сложным в том отношении, что пути пробега регистрируемых волн различаются

- 35 -

в зависимости от сложности разреза, и различные типы вступлений не группируются в простые последовательности. Поэтому такое пред­ ставление сейсмозаписи неправомочно. В работе [87], в частности, показывается, что приемлемое приближение в этом случае достигает­ ся при свертке базового волнового импульса с комбинацией единич­ ных импульсов и функционала ( —iV t )

В МОВ оценка базового импульса может быть сделана путем

этих обстоятельств часто для того, чтобы деконволировать запись МНВ, должны быть оценены параметры физической модели, формирующей волновое поле [8 7 ]. С этой целью, например, для очищения записи от волн-помех, порождаемых пульсацией газового пузыря, вблизи места взрыва производится запись пульсации генерируемой энергии для того, чтобы зарегистрированные при атом сейсмические сигналы использовать при цифровой обработке [2 ] .

МЕТОДЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ МПВ

Поскольку источники получения данных о скоростях в покры­ вающих отложениях или способы их определения по данным МПВ не отличаются от принятых в СССР, основное внимание в разделе будет уделено методам построения преломляющих границ, причем тем ив них, которые наиболее широко используются за рубежом,.а у нас не применяются.

Определение скоростей в покрывающей толще

Наряду с общеизвестными стандартными методами для получе­ ния информации о скоростях, необходимой при интерпретации данных МПВ, характер распределения скоростей в покрывающей толще часто

- 36 -

определяется путей использования времен первых вступлений пре­ ломленных волн. С этой целью разработаны специальные алгоритмы и программы. Такого рода программа составлена,например, в Канаде [32] . В этой программе оценка функции скорости от глубины по первым вступлениям преломленных волн опирается не следующие допу­ щения: скорость увеличивается с глубиной (нет инверсий) и может быть описана временами первых вступлений (нет выпадающих слоев); все преломляющие границы горизонтальны и все скорости постоянны в горизонтальном направлении; анизотропия скоростей не имеет мес­ та .

Время в каждой точке на годографе рассматривается как вре­ мя вступления от отдельного слоя. Для определения мощности 1С-го

Предусмотрено предварительное сглаживание годографов. Программа написана на языке Фортран- I I для небольшой 6 к -словной вычисли­ тельной машины.

Для подобных оценок широко используется также хорошо из­ вестный способ Вихерта-Герглотца.

Поскольку и з-за неполноты систем наблюдений необходимые для расчетов времена " te " определяются часто путем экстраполяции годографов к пункту возбуждения, для более надежного разделения вступлений, относящихся к различным границам, применяются спе­ циальные способы. Например, предложен статистический способ, основанный на допущении, что все точки годографа от одной грани­ цы должны характеризоваться некоторой вероятностью попадания на отрезок прямой [3 4 ]. Точки годографа автоматически распреде­

ляются по различным отрезкам прямых, определяемым путем последо­ вательных приближений по способу наименьших квадратов. При этом каждой точке на годографе придается вес в соответствии о ее рас­ положением на кривой нормального распределения.

- 37 -

Вопрос о точности и достоверности подобного рода определе­ ний достаточно хорошо исследован в ряде работ [13,19 и др.].Большинство исследователей отдает себе отчет в том, что использова­ ние таких данных в качестве единственного источника оведений о скоростях может привести к серьезным ошибкам.

Аналитические и графические методы построения прелом­ ляющих границ

Во многих зарубежных странах в силу специфики решаемых там при проведении работ МПВ геологических авдач и широкого исполызования. неполных систем наблюдений наряду с методами построения преломляющих границ, применяемыми повсеместно,большое развитие получили такие методы интерпретации, которые в Советском Союзе не применяются. К числу наиболее часто употребляемых методов, ко­ торые можно очитать стандартными, относятся методы временных за­ держек (метод Гарднера),временных членов, Хейлоа и волнового фронта. Основы этих методов были заложены еще в 30-х годах, и о тех пор они рвзвивались и усовершенствовались применительно к новым геологическим задачам, которые отавились перед Ш1В. Мень­ шее распространение получили такие метода, как "А В С ", "плюоминуо" и д р ., которые по существу являются модификациями стан­ дартных методов.

Ниже рассматриваются принципы наиболее часто употребляемых методов, условия их применения и свойственные им ограничения.

Метод временных задержек

(The time-delay method)

Идея метода была выдвинута Л.Гарднером (США) в 1939 г . [24J. В настоящее время применяются многочисленные модификации метода [1 1 ,25,44].

Сущность метода временных задержек состоит в построении пре­ ломляющих границ по составляющим времен" t0 " , называемым времен-

- 38 -