Создание технологии формирования изображений среды по данным многоволновой сейсморазведки в условиях сложно построенных сред

На правах рукописиКоротков Илья ПетровичСОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙСРЕДЫ ПО ДАННЫМ МНОГОВОЛНОВОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ ВУСЛОВИЯХ СЛОЖНО ПОСТРОЕННЫХ СРЕД25.00.10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемыхАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2012Работа выполнена вимени М.В.

ЛомоносоваМосковскомгосударственномуниверситетеНаучный руководитель:доктор технических наук,Жуков Александр ПетровичОфициальные оппоненты:Потапов Олег Александрович,доктор технических наук, профессор,ООО «Геофизическое Партнерство»,консультантЗахарова Галина Александровна,кандидат геолого-минералогических наук,Закрытое акционерное общество «Пангея»,ведущий геофизикВедущая организация:Российский государственныйгеологоразведочный университет имениСерго ОрджоникидзеЗащита состоится 24 октября 2012 г. в 14:30 на заседании Диссертационногосовета Д 501.001.64 при Московском государственном университете имениМ.В. Ломоносова по адресу: 119991, ГСП-1, г.

Москва, Ленинские горы, ГЗМГУ, зона «А», геологический факультет, ауд. 308.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультетаМосковского государственного университета имени М.В. Ломоносова(ГЗ МГУ, зона «А», 6 этаж).Автореферат разослан «Ученый секретарьдиссертационного совета» сентября 2012 г.Никулин Борис АлександровичОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темыИзображение исследуемой геологической среды является основнымрезультатом обработки полевых сейсмических записей, полученных припроведении работ по методике многократных перекрытий.

Такимиизображениями являются, как правило, амплитудные (волновые) разрезы исрезы, а также кубы, позволяющие наиболее полно отобразить исследуемыеобъекты. Суммарные временной или глубинный разрезы получают путемсуммирования сейсмотрасс после введения в них статических икинематических поправок. От того, насколько точно рассчитаны этипоправки, зависит качество изображения среды, проявляющееся, преждевсего, в его разрешенности.

Неточность введенных поправок проявляется втом, что процедура суммирования сейсмотрасс работает подобнонизкочастотному фильтру, и чем ниже точность определенных поправок, темменьше детальность сформированного изображения. В еще большей степенинеточность введенных поправок, искажающих сигналы на суммируемыхтрассах, проявляется при преобразовании волновых изображений визображения атрибутов, полученных путем решения обратных динамическихзадач.В многоволновой сейсморазведке (МВС) изучение и учет статическихпоправок за неоднородности в верхней части разреза (ВЧР) имеетпервостепенное значение.

Обусловлено это тем, что для поперечных волнхарактерны низкие скорости в ВЧР, в несколько раз меньшие, чем дляпродольных волн. Это предопределяет большие величины статическихпоправок, превышающие видимый период импульса, которые в ряде случаевневозможноопределитьсприемлемойточностью.Скоростныехарактеристики пород ВЧР на поперечных волнах ведут себя при этом болеенепредсказуемо, чем на продольных волнах, а наклон лучей в пределах ВЧРдля них, в отличие от продольных волн, является скорее правилом, а неисключением.

Определение и учет неоднородностей ВЧР на поперечныхволнах существенно затрудняются также из-за сильной дисперсии скоростей,обусловленной повышенным затуханием этих волн. К этому следует ещедобавить тот немаловажный факт, что отношение сигнал/помеха дляпоперечных волн существенно ниже, чем для продольных, в связи с тем, чторегистрируются они обычно на фоне интенсивных объемных волн другихтипов. Всё это требует внимательного подхода к анализу априорныхстатических поправок и их учету при формировании изображений среды нанепродольных отраженных волнах.Расчет априорных кинематических поправок для поперечных иобменных отраженных волн затруднен из-за скудной информации ораспределении скоростей поперечных волн на исследуемой территории. Этуинформацию, а также данные об анизотропии скоростей, приходится нередкодобывать путем косвенных измерений, а не напрямую – путем проведенияВСП.1Характерной чертой современной нефтяной и газовой сейсморазведкиявляется комплексирование наблюдений на продольных PP и обменных PSотраженных волнах.

Одним из основных результатов работ по МВСявляются в настоящее время временные и глубинные разрезы в видезависимости амплитуд от времени (волновые разрезы) по волнам PP и PS. Наэтапе интерпретационной обработки получают данные о трещиноватости ипористости, позволяющие выявлять коллекторы углеводородов. Расщеплениеволн на участках их распространения в виде S-волны позволяет определитьнаправление простирания плоскостей трещин и плотность трещин.Наметившийся в последние десятилетия отход от использованияпоперечных волн был обусловлен, главным образом, отсутствием доступныхисточников чисто поперечных волн и существенным удорожанием работ вслучае их применения.

Роль метода поперечных волн все больше берут насебя обменные волны, обладающие рядом существенных преимуществ посравнению с поперечными волнами. Для их возбуждения не требуетсяспециальных источников, а у отраженных обменных волн отрезки луча,проходимые как S-волны, более вертикальны, чем у монотипных поперечныхволн, что позволяет с их помощью получать более детальные разрезы. Важентот факт, что частотный состав обменных волн близок к частотному составупродольных волн, в результате чего их разрешающая способностьсущественно выше, чем у монотипных поперечных волн. Информацию оскоростях S-волн получают нередко косвенным путем, используя пометодике AVO амплитудные характеристики волн PP.Однако у обменных отраженных волн по сравнению с монотипнымиотраженными волнами имеется существенный недостаток, обусловленныйнесимметричностью их лучевой схемы.

В условиях сложно построенныхсред это создает большие трудности при использовании стандартныхтехнологий, реализованных в промышленных обрабатывающих системах.Трудности эти усугубляются сложностью учета статических поправок,которые приходится раздельно определять и вводить для продольных ипоперечных волн.Отсутствие доступных универсальных стандартных пакетов обработкиданных МВС обусловило потребность в разработке специализированныхпрограммных пакетов обработки, позволяющих в производственном режимеосуществлять обработку данных наземной МВС. Этим объясняетсяактуальность темы защищаемой диссертации.Цель работыРазработка эффективной методики и математического обеспечения длякоррекции статических поправок и учета геометрии лучей обменных волнпри построении изображений среды в многоволновой сейсморазведке.2Основные задачи1.

Оценить эффективность интерактивного учета неоднородной ВЧР приопределении статических поправок для монотипных поперечных иобменных волн по сравнению с стандартными методами.2. На основе преобразования Кихгоффа разработать алгоритм миграциидо суммирования для волн разных типов.3. Разработатьметодикуинтерактивногоанализаскоростеймноговолновой миграции до суммированиядля построения иуточнения скоростных моделей.4.

Опробовать в производственном режиме в условиях сложнопостроенных сред разработанную технологию построения временных иглубинных изображений, а также параметризации данных МВС.Защищаемые положения1. Предложенный способ интерактивной коррекции учетастатических поправок при обработке монотипных и обменных PS волнобеспечивает улучшение изображения среды в многоволновойсейсморазведке.2. Использование согласованных сумм специального вида, полученныхпо данным ОТВ и ОТП, позволяет эффективно учитыватьнеоднородность ВЧР на поперечных и обменных волнах.3.

Предложенный подход к интерактивной фокусировке волн разныхтипов, опирающийся на анализ спектров скоростей, позволяетповысить точность построения глубинной модели.Научная новизна1. Предложен подход, использующий согласованные суммы ОТВ и ОТПспециального вида, позволяющий учитывать неоднородную ВЧР принаблюдениях МВС.2. Создан оригинальный инструмент анализа скоростей миграции иоптимального фокусирования волн разных типов, опирающийся наинтерактивный контроль адекватности определяемых скоростныхполей.3. Впервые получены изображения среды на обменных отраженныхволнах типа PSSS и PSSP, сопоставимые по качеству с изображениямина продольных отраженных волнах и обменных волнах типа PS.Практическая значимостьВ результате применения разработанной технологии получены качественноновые сведения о геологическом строении участков, расположенных вВосточной Сибири и в других сложно построенных районах.

Разработаннаятехнология позволяет проводить обработку данных наземной МВС впроизводственном режиме с использованием специализированного пакетаучета неоднородной ВЧР и дополнительных программ к широкораспространенным обрабатывающим комплексам стандартной обработки.3Апробация работыОсновные научные и практические результаты диссертационной работыдокладывались на следующих международных конференциях: 65th ConferenceEAGE, Stavanger, Norway, 2003; 68th Conference EAGE, Vienna, Austria, 2006;Геомодель 2009, Геленджик, Россия; 72th Conference EAGE, Barcelona, Spain,2010; Второй международном геофизическом семинаре по вопросамтенденций развития сейсморазведки, г.

Речица, Беларусь, 2011.ПубликацииПо теме диссертации имеется 5 публикаций и одна монография.Структура диссертацииДиссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения исписка литературы. Материалы диссертации изложены на 120страницахмашинописного текста и проиллюстрированы 48рисунками. Списоклитературы содержит 58 наименований.Личный вклад автораИсследования и разработки, положенные в основу диссертации, выполнялисьавтором в период 2001-2011 г.г.

Лично автору принадлежит постановказадач, участие в разработке алгоритмов учета неоднородностей и миграциизаписей многоволновой сейсморазведки и их адаптации для случая 3D, атакже обменных отраженных волн с обменом на промежуточных границах.Кроме того, им проводились оценка эффективности разработанногоматематическогообеспечениянаматематическихмоделяхиэкспериментальных данных, а также геологическая интерпретациярезультатов, полученных в условиях сложно построенных сред припроизводственном опробовании разработанных технологий.БлагодарностиАвтор приносит искреннюю благодарность своему научному руководителюд.т.н.

Жукову А. П. за внимание и поддержку на всех этапах работы.Автор благодарен к.т.н. Козыреву В.С. за критический анализ результатов иплодотворные дискуссии в период исследований. Автор благодаритсотрудников лаборатории МВС ВНИИГеофизики к.т.н. Попова В.В. , к.т.н.Кузнецова В.М., сотрудников ООО «ГСД» Колпакова А.М., НурмухамедоваТ.В. за совместную работу по созданию и практическому внедрениюпрограммного обеспечения. Отдельно автор выражает глубокуюпризнательность д.т.н.