Введение к работе
Актуальность проблемы
Качество сейсмического изображения зависит от полноты информации о скоростной модели среды. Как правило, такую информацию получают непосредственно из имеющихся сейсмических данных при помощи специальных методик.
Стандартный скоростной анализ основан на оценке качества суммирования сейсмограмм общей средней точки (ОСТ). Полученные скорости суммирования преобразуются в пластовые, исходя из предположений о том, что отражающие границы горизонтальны, а покрывающие слои латерально однородны. В случае нарушения хотя бы одного из указанных условий результат преобразования скоростей суммирования может оказаться лишенным физического смысла. Подобное часто происходит при отработке районов со сложным геологическим строением, которые представляют повышенный интерес для нефтегазовой промышленности.
В этих условиях скоростная модель может быть построена с помощью анализа скоростей миграции. Использование для миграции оптимальных скоростей позволяет получить наилучшее сейсмическое изображение — с минимальными ошибками в позиционировании объектов, с максимальным отношением сигнал/помеха, с минимальным количеством различного рода артефактов.
Благодаря своей устойчивости наиболее распространенным подходом к определению оптимальных скоростей миграции являются методы оценки остаточных сдвигов изображения (остаточных кинематических поправок) на мигри-рованных сейсмограммах. При использовании правильной скорости миграции полученное изображение одной и той же точки среды не зависит от используемого набора данных (например, разреза равных удалений). Если скорость миграции неправильная, каждому разрезу равных удалений соответствует изображение, отличающееся от других. Результаты оценки подобных отличий — остаточных сдвигов изображения — служат исходными данными для процедуры коррекции скоростной модели.
Большой вклад в развитие методов оценки остаточной кинематики внесли
Аль-Яхъя (Al-Yahya), Дереговски (Deregowski), Лафон (Lafond) и Лованде (Levander), Шляйхер (Schleicher) и Билоти (Biloti), Лиу (Liu) и Блайштайн (Bleistein).
Каждый существующий метод подразумевает анализ отдельных сейсмограмм. Такой анализ не является устойчивым, в его результатах присутствуют случайные ошибки, количество которых возрастает с повышением уровня шума мигрированных данных. Это приводит к значительному понижению точности оценки остаточных сдвигов, а значит, и скоростей миграции.
Как следствие, понижается качество получаемого сейсмического изображения. Неверное определение скоростей миграции может привести к ошибке в позиционировании изображаемого объекта. Результатом неоптимального суммирования мигрированных сейсмограмм становится расфокусировка полезного сигнала. Помимо общего уменьшения отношения сигнал/помеха, это может быть причиной появления на изображении несуществующих разрывов отражающей границы. Ошибки в определении траектории суммирования сейсмограмм часто приводят к небольшому смещению относительно друг друга точек изображения отражающего горизонта. В таком случае наблюдается «дрожание» отражающей границы.
Подобные артефакты на сейсмическом изображении усложняют его интерпретацию и могут стать причиной принятия неправильного решения.
Для повышения стабильности результатов анализа остаточных сдвигов практически в каждом существующем методе предусмотрено использование сглаживающего фильтра. Выбор характеристик такого фильтра не является тривиальной задачей. Необходимо привлекать различного рода дополнительную информацию для того, чтобы построить сглаживающую функцию, минимально искажающую полезный сигнал. Получение подобной информации представляет собой отдельную задачу, и зачастую параметры сглаживающего фильтра определяются субъективно, что приводит к потере полезной информации. Цель диссертационной работы
Целью работы является разработка методики многомерного анализа сейсмограмм общей точки изображения, которая позволяет минимизировать оста-
точные сдвиги изображения при минимальном искажении полезной информации, в том числе при работе с данными низкого качества.
В соответствии с поставленной целью решались несколько конкретных задач, основными из которых являлись:
исследование существующих методик определения остаточных сдвигов на сейсмограммах общей точки изображения;
разработка подхода, позволяющего получить стабильное распределение величины остаточных сдвигов изображения с минимальным искажением полезной информации;
разработка метода регуляризации получаемого решения;
разработка метода определения оптимального значения коэффициента регуляризации;
разработка алгоритмов, позволяющих реализовать предложенный метод;
опробование предложенной методики на модельных и реальных сейсмических материалах в рамках решения важной практической задачи — восстановления скоростной модели среды.
Научная новизна
Разработана методика многомерного анализа набора сейсмограмм общей точки изображения с учетом возможного ненулевого угла наклона отражающей границы.
Предложены принципы построения оптимальной базы суммирования, дающие возможность привлечь к анализу максимальное количество информации при минимальном сглаживании скоростной модели, а также снизить влияние кинематических артефактов на сейсмограммах.
Разработан алгоритм регуляризации, позволяющий накладывать ограничения на получаемое решение как по вертикальной оси, так и вдоль отражающих горизонтов.
В результате опробования методики получены более детальные и точные (относительно результатов традиционной процедуры) скоростные модели.
Практическая ценность результатов
Применение устойчивого многомерного анализа сейсмограмм общей точки изображения позволяет повысить точность и стабильность оценки величин остаточных сдвигов. Это дает возможность, используя оптимальные скорости миграции, повысить качество сейсмического изображения. Особенно это важно при работе с данными низкого качества.
Результаты работы внедрены в производственную практику компании «Тоталь» и используются для оценки скоростной модели в сложных случаях. Результаты работы могут быть использованы компаниями, занимающимися построением сейсмических изображений.
Основные защищаемые положения
Разработанная методика оценки величин остаточных сдвигов изображения, основанная на накоплении мигрированных сейсмограмм и учете возможного ненулевого угла наклона отражающей границы, позволяющая повысить устойчивость и точность результата.
Предложенные принципы оптимизации базы суммирования сейсмограмм, дающие возможность привлечь к анализу максимальное количество информации при минимальном осреднении скоростной модели, а также снизить влияние кинематических артефактов на сейсмограммах.
Разработанный алгоритм регуляризации, позволяющий накладывать ограничения на получаемое решение как вдоль вертикальной оси, так и вдоль отражающих границ, что приводит к получению согласованной оценки параметров на соседних точках изображения.
Апробация работы
Основные положения работы докладывались и обсуждались на конференциях: The Society of Exploration Geophysicists. Annual Meeting, Хьюстон, США, 2009; Всероссийская молодежная научно-практическая конференция «Геоперспектива», Москва, 2010; Международная научно-практическая конференция «Геомодель», Геленджик, 2010.
Публикации и личный вклад в решение проблемы
Диссертация основана на теоретических, методически и экспериментальных исследованиях, выполненных автором лично.
По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 2 статьи в рекомендованных ВАК журналах.
Объем и структура работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, содержит 111 страниц, в том числе 47 рисунков. Список литературы включает 45 наименований.
