Способ обработки сейсмических данных

 

Использование: сейсмическая разведка для изучения геологического строения сложнопостроенных сред. Сущность изобретения: по полученным данным выделяют отраженные волны и определяют время их регистрации, угол подхода, амплитуду и эффективную скорость распространения. Оценивают надежность выделенных волн. Определяют закономерность изменения эффективных скоростей, интервалы с равными значениями градиентов изменения эффективных скоростей, значения времен однократно отраженных волн (Т_оп) в точках пересечения интервалов с различными градиентами эффективных скоростей. Коррелируют изменения эффективных скоростей в выбранных интервалах, коррелируют значения времен однократно отраженных волн (Т_о), совпадающих с графиками эффективных скоростей на корреляционной схеме, со значениями времен отраженных волн (Т_о) на разрезе (ОГТ). Определяют поля эффективных скоростей. Комплексно интерпретируют полученные данные и строят согласованную с разрезом (ОГТ) геолого-геофизическую модель (ГГМ) среды. Преобразуют кинематические характеристики волнового поля градиентной среды в характеристики среды со средней скоростью. С учетом корректирующих поправок для каждого отражающего горизонта получают усредненные значения поля эффективных скоростей отраженных волн, на котором изолиниями равных значений отображают форму отражающих горизонтов во временном масштабе (Т_о/2, V_эф). Преобразуют эти поля в структурную карту глубин по вертикали и исключают искажения, связанные с наклоном плоскости лучей в условиях нестрогой ориентации профилей вкрест и по простиранию пород. Технический результат: повышение эффективности и достоверности.

Изобретение относится к сейсмической разведке полезных ископаемых и предназначено для изучения геологического строения сложнопостроенных сред, например, солянокупольных районов.

Известен способ сейсмической разведки, широко используемый для изучения сред с разнообразным геологическим строением. Способ основан на определении времен распространения отраженных волн, возбужденных искусственными источниками, и зарегистрированных многоканальными расстановками на протяженных интервалах профиля. Последовательным перемещением систем возбуждения и регистрации обеспечиваются прослеживание физических границ в среде и получение необходимого объема информации для геолого-геофизической интерпретации (1).

Известен также способ обработки сейсмических данных, получивший название "замещение слоя". Данный способ предназначен для корректировки формы годографов ОГТ отраженных волн, возникающих при наличии в верхней части среды неоднородностей, путем сопоставления времен пробега волны по лучам, прослеженным в модели реальной среды и в модели замещения, с учетом ввода кинематических поправок в исходные данные по профилям (2).

Недостатком этих способов является недостаточная достоверность результатов при проведении исследований в сложнопостроенных геологических условиях.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ обработки сейсмических данных многократных перекрытий. Способ основан на совместной обработке сейсмических записей нескольких смежных годографов ОГТ, определении градиента изменения времени регистрации в пределах обрабатываемого интервала профиля, накоплении суммарных сигналов с одним значением градиента с учетом временных поправок и определении скорости распространения колебаний в исследуемой среде (3).

Недостатком этого способа является недостаточная эффективность, а также отсутствие критериев оценки надежности полученных результатов исследований.

Задачей изобретения является повышение эффективности способа и его достоверности.

Поставленная задача решается следующим образом.

В способе обработки сейсмических данных, включающем регистрацию сейсмических волн многоканальными расстановками по профилям, выделение отраженных волн, выбор обрабатываемых интервалов профиля, совместную обработку с данными ОГТ, ввод корректирующих поправок в исходные данные по профилям, вначале выделяют отраженные волны и определяют время их регистрации, а также угол подхода, амплитуду и эффективную скорость распространения, оценивают надежность выделенных волн, определяют закономерность изменения эффективных скоростей путем аппроксимации их значений и времен регистрации, а также интервалы с равными значениями градиентов изменения эффективной скорости во времени, значения времен однократных отраженных волн (T_оп) в точках пересечения интервалов с различными градиентами эффективной скорости, коррелируют графики изменения эффективных скоростей вдоль профиля, в выбранных интервалах с выдержанными или закономерно изменяющимися градиентами, определяют значения интервальных скоростей, определяют природу зарегистрированных волн и положение кратнообразующих границ, затем в пределах выбранных интервалов, коррелируют значения времен однократно отраженных волн (T_о), совпадающих с графиками эффективных скоростей на корреляционной схеме, с значениями времен отраженных волн (T_оп) на разрезе ОГТ, путем аппроксимации дискретных значений, распределенных в заданном окне вдоль профиля, получают временные разрезы общего пункта возбуждения и общей глубинной точки, определяют поля эффективных скоростей вдоль профиля и выявляют закономерность их изменения в зависимости от геологического строения, комплексно интерпретируют полученные данные и строят согласованную со стандартным разрезом ОГТ геолого-геофизическую модель (ГГМ) среды, преобразуют кинематические характеристики наблюденного волнового поля градиентной среды в характеристики среды со средней скоростью, для этого определяют корректирующие временные поправки как разницу между кинематическими характеристиками определенными по геолого-геофизической модели и вычисленными среднескоростными характеристиками, определяют поля корректирующих поправок как функцию времени и удаления трассы от общего пункта возбуждения и общей глубинной точки и приводят кинематику волнового поля к среднескоростной среде, по системе сейсмических профилей, для каждого отражающего горизонта, получают усредненные значения поля регистрации (T_о/2) и поля эффективных скоростей отраженных волн, на которых изолиниями равных значений V_эф, отображают форму отражающего горизонта во временном масштабе (T_о/2, V_эф), преобразуют эти поля в структурную карту глубин по вертикали и исключают искажения, связанные с наклоном плоскости лучей в условиях не строгой ориентации профилей вкрест и по простиранию пород.

Отличительные признаками в заявляемом способе являются: выделяют отраженные волны и определяют время их регистрации, а также угол подхода к границе, амплитуду и эффективную скорость распространения, оценивают надежность выделенных параметров, определяют закономерность изменения эффективных скоростей путем аппроксимации их значений и времен регистрации, затем определяют интервалы с равными значениями градиентов изменения эффективной скорости во времени и значения времен, однократно отраженных волн (T_оп), в точках пересечения интервалов с различными градиентами эффективной скорости. Это позволяет получить информацию о закономерностях изменения скоростей во времени и по латерали, природе регистрируемых волн и путях их распространения, выделить и прокоррелировать на разрезе однотипные интервалы с одинаковыми физическими характеристиками, определяемыми по равенству градиентов изменения скорости и, получив толстослойную геолого-геофизическую модель среды, определить критерии оценки надежности регистрируемых параметров; коррелируют графики изменения эффективных скоростей вдоль профиля, в выбранных интервалах, с выдержанными или закономерно изменяющимися градиентами, определяют значения интервальных скоростей и положения кратнообразующих границ, затем в пределах выбранных интервалов коррелируют значения времен однократно отраженных волн (T_о), совпадающих с графиками эффективных скоростей на корреляционной схеме и с значениями времен отраженных волн (T_ог) на разрезе ОГТ. Полученные таким образом корреляционные схемы вдоль профилей отображают строение однотипных пачек отложений с выдержанными или закономерно изменяющимися физическими и геологическими характеристиками во временном масштабе, а формы изолиний, соединяющих точки с равными значениями скоростей, характеризуют закономерность изменения эффективной скорости по латерали; аппроксимация дискретных значений, распределенных в заданном окне вдоль профиля проводится для построения временных разрезов общего пункта возбуждения и общей глубинной точки, определения полей эффективных скоростей вдоль профиля и выявления закономерностей их изменения в зависимости от геологического строения; комплексно интерпретируют полученные данные и строят согласованную с разрезом ОГТ геолого-геофизическую модель (ГГМ) среды. В результате такой поэтапной обработки получают уточненную тонкослоистую геолого-геофизическую модель (ГГМ) градиентной среды и необходимые данные для преобразования кинематики сейсмического волнового поля отраженных волн, распространяющихся в градиентной среде, в среду со средней эффективный скоростью, для исключения искажений, вносимых сложнопостроенной геологической средой; преобразуют кинематические характеристики наблюденного волнового поля градиентной среды в характеристики среды со средней скоростью, для этого определяют поля корректирующих поправок как функцию времени и удаления трассы от общего пункта возбуждения и общей глубинной точки, вводят кинематические поправки в наблюденные сейсмические записи. В результате получают комплект сейсмических записей со среднескоростной кинематикой волнового поля, по которому получают временной разрез, на котором наклоны осей синфазностей однократно отраженных волн во временном масштабе соответствуют наклонам отождествляемых с ними отражающих горизонтов; по системе сейсмических профилей для каждого отраженного горизонта получают усредненные значения поля времен регистрации (T_о/2) и значения поля эффективных скоростей отраженных волн, на котором изолиниями равных значений отображают форму отражающего горизонта во временном масштабе (T_о/2, V_эф), преобразуют это временное поле в структурную карту глубин по вертикали и исключают искажения, связанные с наклоном плоскости лучей в условиях не строгой ориентации профилей в крест и по простиранию пород.

В известных авторами источниках научной и патентно-технической информации не описан способ обработки сейсмической информации с перечисленной совокупностью признаков, направленных на решение поставленной задачи, это позволило сделать вывод о наличии в заявленном техническом решении критерия изобретения "изобретательский уровень".

Способ реализуется следующим образом.

Последовательность выполнения операций проводится в несколько этапов: 1. На первом этапе решают задачу последовательного выделения всех типов регистрируемых отраженных волн с применением управляемых интерференционных систем с высокой разрешающей способностью разделения волн в зонах интерференции, а также определения следующих параметров выделенных волн: T_о - время регистрации, A - амплитуда результирующего сигнала, dT_о - угол подхода волны относительно поверхности наблюдения, выраженный во временном масштабе градиентом изменения значения dT_о отраженной волны вдоль профиля по центровому лучу, кривизна фронта отраженной волны, оцениваемая по значению эффективной скорости (V_эф), с которой распространялась зарегистрированная отраженная волна от конкретной физической границы. Для определения типа зарегистрированных волн и оценки критериев надежности и достоверности определяют дополнительные физические параметры выделенных волн: dV_эф - точность определения эффективной скорости, N - количество зарегистрированных синфазных сигналов, формирующих в процессе обработки результативный сигнал, время регистрации которых не отклоняются от значения (T_о) результирующего сигнала на величину более 1/3 периода колебаний, отношение количества синфазных сигналов N к количеству трасс, используемых на данном временном интервале в процентах (%), степень подавления сигналов других типов волн S при выделении искомой волны (соотношение помеха/сигнал).

Полученные данные позволяют всесторонне проанализировать волновое поле и определить, какие из выделенных волн соответствуют одной отражающей границе, используя в качестве критериев отождествления сигналов значения T_о, dT_о, V_эф, A.

2. На втором этапе с использованием методов статистической обработки коррелируют графики изменения эффективных скоростей и получают корреляционную схему вдоль профиля. Критерием корреляции являются выдержанность: градиента изменения эффективной скорости dV_эф = F(T_о), временной мощности интервала и значений эффективной скорости V_эф вдоль профиля либо закономерности изменения этих критериев. Определяют значения времен (T_оп) однократно отраженных волн в точках пересечения интервалов графиков эффективных скоростей с различными значениями dV_эф путем аппроксимации этих значений и получают графики изменения (T_оп) вдоль профиля. Интервалы с выдержанными градиентами изменения скорости (V_эф) соответствуют однотипной толще отложений с выдержанными или закономерно изменяющимися литолого-физическими характеристиками. Каждая толща может включать несколько слоев с отражающими границами. Выдержанность или закономерность изменения градиента dV_эф изменения скорости является признаком выдержанности геологических условий их формирования. Корреляционная схема является толстослойной геолого-геофизической моделью (ГГМ) среды вдоль профиля.

3. На третьем этапе изучают природу зарегистрированных волн и положение кратнообразующих границ вдоль профиля или на отдельных интервалах профиля. Это позволяет исключить из последующего анализа многократно отраженные волны.

4. На четвертом этапе в пределах каждого интервала с выдержанными и закономерно изменяющимися значениями градиентов dV_эф эффективных скоростей коррелируют значения времен регистрации однократно отраженных волн (T_ог), совпадающих с графиками эффективных скоростей на корреляционной схеме. Корреляция выполняется только в пределах интервалов с выдержанными или закономерно изменяющимися градиентами dV_эф, ограниченными графиками изменения значений (T_ог) вдоль профиля. Одновременно в этих интервалах выполняется корреляция осей синфазности отраженных волн по временному разрезу ОГТ.

5. На пятом этапе вдоль каждого откоррелированного горизонта выполняют аппроксимацию дискретных значений времен регистрации однократно отраженных волн (T_ог), полученных по годографам общего пункта возбуждения и ОГТ и получают графики времен регистрации отраженных волн вдоль каждого отражающего горизонта и временные разрезы общего пункта возбуждения и общей глубинной точки. По графикам (V_эф) эффективных скоростей общего пункта возбуждения, используемым на корреляционной схеме, получают поле эффективных скоростей вдоль профиля, характеризующее закономерность изменения скорости по глубине и латерали в зависимости от геологического строения среды.

6. На шестом этапе определяют интервальные скорости между отражающими горизонтами (T_ог) временных разрезов общего пункта возбуждения и общей точки отражения и получают графики изменения интервальных скоростей вдоль профиля. При этом интервальная скорость, вычисленная для интервала с выдержанным градиентом скорости, должна соответствовать среднему значению интервальных скоростей, определенных между отражающими горизонтами, что является критерием надежности результата.

7. На седьмом этапе комплексно интерпретируют полученные данные и строят согласованную с материалами общего пункта возбуждения (ОПВ) и общей точки отражения (ОГТ), уточненную геолого-геофизическую модель (ГГМ) среды.

8. На восьмом этапе в условиях присутствия в геологическом разрезе преломляющих границ, на поверхности которых происходят значительные изменения скорости, преобразуют кинематические характеристики наблюденного волнового поля градиентной среды в характеристики среды со средней скоростью. Основанием для таких преобразований являются геолого-геофизическая модель среды и данные о закономерностях изменения времен регистрации отраженных волн вдоль отражающих горизонтов и интервальные скорости, на основании которых определяют корректирующие поправки как разницу между кинематическими характеристиками, определенными по геолого-геофизической модели, и вычисленными со среднескоростными характеристиками. По этим данным определяют поля корректирующих поправок как функцию времени и удаления трассы от общего пункта возбуждения и общей глубинной точки. Корректирующие поправки вводят в наблюденные сейсмические записи и приводят кинематику волнового поля градиентной среды к среднескоростной среде. Контроль надежности результатов заключается в том, что при повторном изучении эффективных скоростей с использованием сейсмограмм с введенными корректирующими поправками, должны быть получены графики скоростей, соответствующие заданной среднескоростной характеристике среды.

9. На девятом этапе по системе сейсмических профилей площадной съемки для каждого отражающего горизонта получают усредненные значения временного поля (T_о/2) отраженных волн, на котором изолиниями равных значений отображают форму отражающей границы во временном масштабе и временного поля сейсмических скоростей, на котором изолинии равных значений эффективных скоростей характеризуют закономерность их изменения вдоль отражающего горизонта, преобразуют это поле в структурную карту глубин по вертикали и исключают искажения, связанные с наклоном плоскости лучей в условиях не строгой ориентации профилей вкрест и по простиранию пород.

При разработке отдельных этапов описанного способа выполнялись работы по их опробованию в различных геологических условиях Прикаспийской впадины. Были получены новые геологические результаты, достоверность которых подтверждена бурением.

Литература 1. Гурвич И. И. Сейсмическая разведка. Справочник. - М.: Геологоиздат, 1960 (аналог).

2. Разведочная геофизика. - М. : Недра, 1986, вып. 102, с. 23-25 (аналог).

3. Авторское свидетельство СССР N 327426 "Способ обработки сейсмических данных многократных перекрытий" авт. И.И. Хараз и др. опублик. 26.12.72. - БИ N 5 (прототип).

Формула изобретения

Способ обработки сейсмических данных, включающий регистрацию сейсмических волн многоканальными расстановками по профилям, выделение отраженных волн, выбор обрабатываемых интервалов профиля, совместную обработку с данными ОГТ, ввод корректирующих поправок в исходные данные по профилям, отличающийся тем, что выделяют отраженные волны и определяют время их регистрации, угол подхода, амплитуду и эффективную скорость распространения, оценивают надежность выделенных волн, определяют закономерность изменения эффективных скоростей путем аппроксимации их значений и времен регистрации, а также интервалы с равными значениями градиентов изменения эффективной скорости во времени, значения времен однократно отраженных волн (T_оп), в точках пересечения интервалов с различными градиентами эффективной скорости, коррелируют графики изменения эффективных скоростей вдоль профиля в выбранных интервалах, с выдержанными или закономерно изменяющимися градиентами, определяют значения интервальных скоростей, определяют природу зарегистрированных волн и положение кратнообразующих границ, затем в пределах выбранных интервалов коррелируют значения времен однократно отраженных волн (T_о), совпадающих с графиками эффективных скоростей на корреляционной схеме, с значениями времен отраженных волн (T_ог) на разрезе ОГТ путем апроксимации дискретных значений, распределенных в заданном окне вдоль профиля, получают временные разрезы общего пункта возбуждения и общей глубинной точки, определяют поля эффективных скоростей вдоль профиля и выявляют закономерность их изменения в зависимости от геологического строения, комплексно интерпретируют полученные данные и строят согласованную со стандартным разрезом ОГТ геолого-геофизическую модель (ГГМ) среды, преобразуют кинематические характеристики наблюденного волнового поля градиентной среды в характеристики среды со средней скоростью, для этого определяют корректирующие временные поправки как разницу между кинематическими характеристиками, определенными по геолого-геофизической модели и вычисленными среднескоростными характеристиками, определяют поля корректирующих поправок как функцию времени и удаления трассы от общего пункта возбуждения и общей глубинной точки, по системе сейсмических профилей, для каждого отражающего горизонта, получают усредненные значения поля времен регистраций (T_о/2) и значения поля эффективных скоростей отраженных волн, на котором изолиниями равных значений отображают форму отражающих горизонтов во временном масштабе (T_о/2, V_эф), преобразуют эти поля в структурную карту глубин по вертикали и исключают искажения, связанные с наклоном плоскости лучей в условиях нестрогой ориентации профилей вкрест и по простиранию пород.