WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Автор выражает признательность И.А.Чиркину, А.Д.Боровых, В.И.Ибраеву, В.В.Стекленеву, В.П.Торгашову, А.Н.Кычкину, А.А.Карташову, Г.В.Волкову, Н.А.Волковой, М.С.Черняевой и Е.А.Букариновой за сотрудничество, поддержку и помощь в работе. Автор благодарит соавторов и коллег, участвовавших в проведении работ и внедрении положений диссертации, а также Р.М. Бембеля и В.М.Вингалова, за то что они взяли на себя труд оппонировать данную работу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, сформулированы цель и основные задачи исследования, защищаемые положения, научная новизна и практическая значимость работы.

Глава 1. Современное состояние миграционных преобразований В главе дано подробное описание истории развития теории миграционных процедур. Проведен анализ современного состояния проблемы с учетом работ зарубежных геофизиков. В главе введены основные понятия и определения, смысл которых показан на простом примере.

Процедура миграции являлась одним из основных инструментов геофизика-интерпретатора, по крайней мере, с 1940-х годов. Одной из первых работ, в которой было дано теоретическое обоснование процедуры миграции, является работа Хагедорна 1954 года. При наличии в среде криволинейных отражающих границ может возникать значительное несоответствие между конечными сейсмическими разрезами, полученными по методу ОГТ и реальным геологическим строением среды.

Это несоответствие, как правило, вызвано разницей горизонтальных координат точки образования отраженной волны на границе и точки ее наблюдения на земной поверхности, которая называется сейсмическим сносом. Долгое время основная цель применения процедуры миграции заключалась именно в учете сейсмического сноса.

Несмотря на то, что первая промышленная реализация процедуры миграции появилась более тридцати лет назад, тематика миграционных преобразований до сих пор остается одной из наиболее актуальных в разведочной геофизике. Необходимость применения процедуры миграции продемонстрирована даже для районов с субгоризонтальным залеганием отражающих горизонтов. В связи с непрерывным ростом быстродействия вычислительных систем и требований к точности геологической интерпретации по сейсмическим данным, процедура миграции не только после, но и до суммирования становится обязательным пунктом стандартного графа обработки большинства сервисных геофизических компаний. Без выполнения миграции до суммирования невозможен корректный последующий динамический анализ.

Сегодня, когда основные нефтегазоперспективные объекты уже достаточно хорошо изучены - перед геофизиками встают все более тонкие задачи, возрастает требовательность к точности обработки и геологической интерпретации данных сейсморазведки, более остро встают вопросы скоростного анализа. Основной проблемой современной геологической разведки на нефть и газ является существенная мозаичность месторождений углеводородов. Для их поиска и разведки недостаточно современного аппарата обработки и интерпретации, разработанного в рамках толстослоистой модели строения земли.

В связи с этим, одним из наиболее актуальных направлений развития миграционных преобразований является картирование зон повышенной трещиноватости геологической, непосредственно связанной с повышенной энергией рассеянных волн. Наряду с активным использованием всей доступной дополнительной информации (в первую очередь скважинных данных и результатов обработки данных стандартного МОГТ), это позволяет решать принципиально новые геологические задачи, дает ключ к поиску новых нефтегазовых месторождений.

Глава 2. Математическая постановка задачи В данной главе изложена общая математическая постановка задачи, которая выполнена для трехмерной неоднородной изотропной среды. В качестве математической модели образования и распространения волн в среде выбрана начально-краевая задача для волнового уравнения.

Обратная задача заключается в определении неизвестной функции скорости по наблюденным данным. Дополнительных ограничений на систему наблюдения не вводится. Сделанные в данной главе выкладки справедливы для любой системы наблюдения. Как правило, в силу большой размерности данной задачи, для ее решения используются итерационные методы (например, метод сопряженных градиентов), для реализации которых необходимо вычисление прямого и сопряженного оператора.

В разделе Сопряженный оператор данной главы показана эквивалентность действия сопряженного оператора процедуре миграции до суммирования. Таким образом показано, что процедура миграции является первым шагом при решении обратной задачи – определении функции скорости при минимизации функции невязки, являющейся среднеквадратичным уклонением реально наблюденного волнового поля и синтетического, рассчитанного для референтной модели строения среды.

Использование различных математических представлений прямого и сопряженного оператора приводит к появлению различных конструкций процедуры миграции. Если рассматривается полное решение волнового уравнения – получаем процедуры миграции, основанные на волновом уравнении, в частности, конечно-разностные методы. Если используются различные асимптотические представления этого решения, получаем миграцию Кирхгофа, D – преобразование, фокусирующие преобразования и т.д. Если решение волнового уравнения рассматривается в частотной области, получаем миграцию Столта, миграцию фазового сдвига.

Поскольку различие между реализациями процедуры миграции заключается в использовании различных представлений решения волнового уравнения, точность получаемых изображений строения среды в основном определяется точностью, с которой примененная аппроксимация описывает образование и распространение волн в среде, если опустить дополнительные артефакты, связанные с конечной апертурой источников и приемников. Таким образом, становится, очевидно, что наиболее точными являются методы, использующие полное представление решения волнового уравнения и, следовательно, сводящиеся к его конечноразностному решению. Такие методы используют детальные глубинные интервальные скоростные модели, в них точно учитывается преломление, рассеяние, геометрическое расхождение волн и т.д. Однако они являются и наиболее дорогостоящими в вычислительном плане.

Спектральные методы миграции требуют меньше машинного времени для применения и являются наименее требовательными к вычислительным ресурсам. Но использование приближенных референтных скоростных моделей приводит к возникновению значительных ошибок в случае наличия в среде сильных вертикальных и латеральных градиентов скорости.

Оптимальными для производственного применения на сегодняшний день остаются интегральные процедуры миграции (миграция Кирхгофа, дифракционное преобразование, фокусирующие преобразования).

Основным недостатком интегральных методов является необходимость расчета времен пробега волны из точек наблюдения/возбуждения во внутренние точки среды. Это требует больших объемов для хранения информации и может приводить к значительным ошибкам при наличии в среде зон каустик.

Поскольку процедуры миграции до суммирования математически эквивалентны, вопросы подбора основных параметров (параметры системы наблюдения, угловые и пространственные апертуры, выносы, и т.д.) являются общими. Несмотря на то, что значения данных параметров полностью определяются параметрами целевых геологических объектов, данному вопросу уделяется очень мало внимания. Существует мнение, что чем избыточнее миграционное суммирование, тем точнее получаемые изображения. Однако на практике такой подход приводит к:

- уменьшению вертикальной и латеральной разрешенности, так как оператор суммирования работает как низкочастотный фильтр.

- усилению влияния артефактов миграции, - изменению относительной интенсивности изображения горизонтов, находящихся в различных глубинных/временных диапазонах (при использовании постоянных параметров для применения процедуры миграции).

Глава 3. Снижение влияния артефактов миграции на примере данных вертикального сейсмического профилирования Артефакты миграции, связанные с размазыванием энергии наблюденных отраженных волн вдоль изохрон отраженных/рассеянных волн, являются основной проблемой эффективного применения процедуры миграции до суммирования. На сегодняшний день залогом подавления артефактов миграции является избыточность системы наблюдения.

Несинфазное суммирование волн вне отражающих и рассеивающих объектов, приводит к практически полному исчезновению их влияния. Тем не менее, для систем с низкой и/или неравномерной кратностью наблюдения вопрос снижения влияния артефактов миграции остается нерешенным. Кроме того, этот вопрос актуален при применении фокусирующих преобразований в силу значительно более низкой энергии рассеянных волн по сравнению с отраженными волнами.

В данной главе предлагается два подхода для эффективного подавления артефактов процедуры миграции. Поскольку наиболее остро вопрос подавления артефактов миграции возникает при обработке данных вертикального сейсмического профилирования (ВСП), принципы подходов описаны на примере данных ВСП с выносными источниками.

Стандартные наблюдения по методу ВСП состоят в регистрации волнового поля, порожденного источником сейсмических волн, расположенным на дневной поверхности, приемниками, находящимися в скважине. Как правило, один из источников помещается вблизи устья скважины, а несколько выносных источников располагаются по разным направлениям от устья скважины на расстоянии примерно от 400 до м. Использование выносных источников, расположенных по разным азимутам по отношению к скважинам открывает принципиальную возможность изучения трехмерного строения околоскважинного пространства.

Преимуществом данных ВСП перед поверхностными наблюдениями является возможность получения более точной референтной модели для обработки. Ее можно получить по данным от источников, расположенных вблизи устья скважины. Однако при получении референтной модели могут возникать существенные ошибки, которые в дальнейшем могут приводить к ошибкам определения положения отражающих объектов. Эти ошибки связаны с тем, что сейсмические лучи, по которым распространяются волны от источника, расположенного вблизи устья скважины, освещают только узкую область прискважинного пространства. В случае наличия в среде резких латеральных изменений скорости возникнут ошибки в референтной модели строения среды. В данной работе для уточнения референтной модели используется динамический подход к обращению невязок времен пробега волн в среде. В качестве входных данных используются сейсмограммы, полученные для выносных источников. В разделе Динамический подход к обращению временных невязок описана данная методика и приведены примеры, демонстрирующие ее эффективность.

В основе предложенных в данной главе подходов к подавлению артефактов миграции лежит использование априорной информации о расположении отражающих границ в изучаемой среде.

Первый подход в качестве такой информации использует положение отражающих границ вдоль ствола скважины, которое при обработке данных ВСП известно с высокой точностью. Действительно, так как мы изучаем околоскважинное пространство, расположение границ в нем примерно задается их расположением вдоль ствола скважины. Конечно, при удалении от скважины эти границы могут наклоняться, могут претерпевать разрывы и т.д. Однако, примерное их расположение нам известно. А значит можно определить примерное положение областей формирования зарегистрированных отраженных волн и именно в этих областях выполнять процедуру миграции. Естественно, что для этого необходимо провести трассировку лучей в околоскважинном пространстве, приуроченных к конкретным отражающим горизонтам.

Такая трассировка проводится с использованием лучевого метода.

Вторая методика подавления артефактов миграции более универсальна, может быть использована для произвольной системы наблюдения и не требует точного знания положения отражающих границ.

Для успешного построения изображения предлагается использовать тот факт, что изохроны отражения касаются отражающей границы в точке образования отраженной волны и никогда не пересекают ее. При построении мигрированного изображения делается априорное предположение об угле наклона отражающей границы и соответственно ограничивается вклад энергии отраженной волны. Если построить ряд изображений, соответствующих различным углам наклона границы, то изображение, соответствующее реальному положению границы будет иметь максимальную глубину и амплитуду. Таким образом можно построить точную геологическую модель строения околоскважинного пространства и получить изображение строения среды полностью свободное от влияния артефактов миграции.

Несмотря на то, что оба подхода предложены для скважинной системы наблюдения (данные ВСП), они легко могут быть обобщены для применения для произвольных систем наблюдения. Причина использования данных ВСП заключается в том, что для них влияние артефактов процедуры миграции существенно выше, чем для данных многократного перекрытия.

Глава 4. Объектно-ориентированные миграционные процедуры Любая процедура миграции, если понимать ее в самом общем смысле как перенос отсчетов с каждой из трасс во внутренние точки изучаемого разреза, основывается на допущении о представлении среды в виде суперпозиции двух компонент:

- плавно меняющейся референтной скоростной модели (вмещающей среды), не порождающей сколько-нибудь интенсивных отражений;

- резко меняющейся локальной составляющей, не влияющей на время распространения сигнала и вызывающей интенсивные отраженные/рассеянные волны, возвращающиеся к свободной поверхности.

Взаимодействие падающей волны с такой средой может быть классифицировано следующим образом:

• регулярное отражение – возвращение энергии падающей волны к свободной поверхности, обусловленное наличием регулярной границы раздела, при этом каждый падающий луч порождает два луча - отраженный и преломленный, направление которых определяется законом Снеллиуса, а амплитуды волн в точке отражения/преломления вычисляются как для плоских волн на плоской границе раздела;

• дифракция – взаимодействие падающего волнового поля с точками излома (сингулярными точками) регулярной границы; в соответствии с геометрической теорией дифракции; при этом возникает семейство «дифрагированных» лучей, заполняющих некоторый конус с вершиной в сингулярной точке; амплитуда дифрагированных волн определяется геометрией и акустическими свойствами среды в некоторой окрестности сингулярной точки;

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»