WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 15 |
Министерство образования РФ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ и ГАЗА им. И.М.ГУБКИНА Кафедра разведочной геофизики и компьютерных систем Ю.Н. ВОСКРЕСЕНСКИЙ ПОСТРОЕНИЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Рекомендовано Учёным советом факультета геологии и геофизики нефти и газа в качестве учебного пособия для студентов по дисциплине «Разведочная (полевая) геофизика» (направление 130300 “Прикладная геология”, специальность 130304 “Геология нефти и газа” и направление 130200 “Технологии геологической разведки” специальность 130202 “Геофизические исследования скважин”).

Москва, 2006 УДК.553.98.012:550.834.05 Воскресенский Ю.Н. Построение сейсмических изображений. Учебное пособие для вузов. – М.: РГУ нефти и газа, 2006, 116 с.

Достаточно простое и доступное описание основ построения сейсмических изображений в методе отраженных волн. Рассматривается кинематика различных волн на сейсмограммах ОПВ и ОСТ, метод общей средней точки, миграция разрезов ОСТ, а также временная и глубинная миграция сейсмограмм, в том числе с учетом анизотропии скоростей. Основное изложение, ведущееся применительно к 2D сейсморазведке, дополняется сведениями о построении сейсмических изображений в 3D сейсморазведке.

Пособие предназначено для студентов геологической специальности нефтегазовых вузов. Оно может быть полезным для слушателей учебных центров при этих вузах, а также для специалистов смежных нефтегазовых областей, проявляющих интерес к более детальному ознакомлению с возможностями сейсморазведки.

Рецензенты: А.К. Урупов, д-р геол.-мин. наук, профессор (РГУ нефти и газа), А.Н. Иноземцев, канд. техн. наук (Московское представительство компании Paradigm Geophysical).

© Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006 Данная электронная версия полностью идентична опубликованной версии учебного пособия - - 3 Воскресенский Ю.Н. РГУ нефти и газа СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………... 1. МОДЕЛИ СРЕДЫ И РАЗМЕРНОСТЬ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ……………………………………………………... 2. КИНЕМАТИКА ВОЛН В 2D СЕЙСМОРАЗВЕДКЕ ……………. 2.1 КИНЕМАТИКА РАЗЛИЧНЫХ ВОЛН НА СЕЙСМОГРАММАХ ОПВ И ОСТ …………………………………………………………….. 2.2 ОСНОВЫ МЕТОДА ОБЩЕЙ СРЕДНЕЙ ТОЧКИ ……………….. 3. СЕЙСМИЧЕСКАЯ МИГРАЦИЯ ………………………………… 3.1 МИГРАЦИЯ РАЗРЕЗОВ ОСТ И ПОПРАВКИ ЗА НАКЛОН ГРАНИЦ …………………………………………………………………. 3.2 МИГРАЦИЯ СЕЙСМОГРАММ …………………………………… 3.2.1. Временная миграция сейсмограмм …………………………… 3.2.2. Глубинная миграция сейсмограмм …………………………… 4. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ В 3D СЕЙСМОРАЗВЕДКЕ ………………………………………………….. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………… СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………. ПРИЛОЖЕНИЕ А. О проблемах глубинной миграции ……………. ПРИЛОЖЕНИЕ Б. О томографии отражений ………………………. ПРИЛОЖЕНИЕ В. Об учете анизотропии скоростей при построе- нии изображений ……………………………………………………….. - - Воскресенский Ю.Н. РГУ нефти и газа ВВЕДЕНИЕ Задача предлагаемого учебного пособия дать доступное и понятное изложение способов построения сейсмических изображений (разрезов, кубов данных и пр.) для студентов-геологов нефтегазовой отрасли. В отличие от геологов других отраслей, исследующих небольшие глубины, эти геологи ведут поиски и разведку объектов, скрытых мощной толщей осадочных пород.

Весь объем знаний о таких объектах может быть получен, основываясь на двух «китах» - скважинных исследованиях и данных методов полевой геофизики, основным из которых является сейсморазведка. Можно утверждать, что незнание этих «китов», в том числе и основ сейсморазведки может свидетельствовать не только о геофизической неграмотности геолога, но и о его геологической неграмотности.

Уже длительный опыт автора, преподающего сейсморазведку студентамгеологам, указывает на трудности восприятия этого предмета. Автор считает, что эти трудности можно объяснить, а затем и устранить, учитывая следующее. В отличие от знаний, получаемых из скважинных данных, в полевой геофизике информация извлекается из геофизических полей, регистрируемых на поверхности вдали от изучаемых объектов (залежей нефти и газа). Геологов интересует только непосредственно залежь и окружающие ее породы.

Геофизики для получения достоверного изображения объекта должны детально изучать всю покрывающую объект толщу. Если говорить о сейсморазведке, то поскольку источники и приемники колебаний находятся на поверхности, упругие отраженные волны должны дважды пройти большой путь через покрывающую искомый объект толщу, которая, как правило, является сильно неоднородной средой. Следовательно, для учета неоднородностей среды и во избежание искажений изображения объекта, как мы увидим ниже, необходимо затратить основные усилия на предварительное изучение свойств покрывающей толщи. Такое отвлечение от непосредственного изучения объектов и может вызывать у обучающихся сомнения по поводу целесообразности затрат больших усилий на изучение свойств мощных толщ, непосредственно не связанных с интересующими объектами. Тем не менее, если мы хотим получить неискаженные представления о таких объектах, то без этих необходимых «издержек» не обойтись, что и должно быть осознано в процессе ознакомления с данным пособием.

Сейсморазведка является основным методом нефтегазовой разведочной геофизики, поскольку дает самое детальное изображение осадочной толщи.

Метод отраженных волн (МОВ) играет в сейсморазведке основную роль, а способы построения сейсмических изображений этим методом должны интересовать не только геофизиков, но и геологов, поскольку именно они заинте - - Воскресенский Ю.Н. РГУ нефти и газа ресованы в точности и надежности получаемой информации. Данное учебное пособие касается в основном кинематических особенностей регистрируемых в МОВ волн (времен прихода и их скоростей распространения). Динамические особенности волн (амплитуды, частоты и т.п.) подробно не рассматриваются, хотя разделить кинематику и динамику волн, если это касается обработки сейсмической информации, практически невозможно.



В учебное пособие не входят основополагающие представления о кинематике сейсмических волн. Эти сведения можно найти в учебниках по сейсморазведке. Изложение касается только тех особенностей кинематики, которые связаны непосредственно с построением сейсмических изображений. Это касается, прежде всего, поведения на сейсмограммах различных типов волн, регистрируемых в МОВ, основ метода ОСТ и различных подходов к миграции сейсмических разрезов ОСТ и сейсмограмм. Показывается, в чем состоит преимущество 3D сейсморазведки по сравнению с 2D. В связи с этим, приводятся основные отличия, которые возникают при построении изображений в 3D сейсморазведке по сравнению с 2D сейсморазведкой. Всё это невозможно освоить, если не иметь представления о видах сейсмограмм используемых в сейсморазведке и о способах их получения. Эти сведения также очень кратко приводятся в учебном пособии. Более сложные вопросы вынесены в Приложения.

Пособие построено так, что в нем было легко выделить вопросы разного уровня. Для начального уровня достаточно рассмотреть кинематику волн на различных сейсмограммах, основы метода ОСТ в 2D и 3D вариантах, включая миграцию. Второй, повышенный уровень, предусматривает изучение кинематики за наклон границ, временной и глубинной миграции сейсмограмм, третий уровень – ознакомление с Приложениями. Желающие более глубоко познакомиться с вопросами построения сейсмических изображений могут рассматривать это учебное пособие, как введение в проблему.

Автор благодарен профессорам A.К. Урупову, Б.Р. Завалишину и доценту Е.Б. Варову за просмотр рукописи и сделанные замечания. Особенно важна для автора была их оценка работы с точки зрения того, чтобы простота изложения не была в ущерб правильности изложения затронутых вопросов. Автор также благодарит сотрудников Московского представительства компании Paradigm Geophysical (и особенно, А.Н. Иноземцева), контакты с которыми дали возможность более осознанно коснуться вопросов практической реализации сейсмической миграции. И, наконец, автор надеется, что данное пособие может быть полезно не только студентам геологической специальности, но и специалистам нефтегазовой отрасли, работающим в смежных с сейсморазведкой областях и проявляющим интерес к более глубокому ознакомлению с ее реальными возможностями.

- - Воскресенский Ю.Н. РГУ нефти и газа 1. МОДЕЛИ СРЕДЫ И РАЗМЕРНОСТЬ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Для построения сейсмических изображений необходимо знать распределение скоростей в среде, которое определяется моделью среды. Наиболее простыми являются три модели слоистой среды, характеризующиеся постоянным значением скоростей vi в каждом слое, но различной конфигурацией слоев. Объемные изображения таких моделей приведены на рис. 1.1.

Первая модель (рис. 1.1а) - горизонтально-слоистая модель, ось симметрии которой совпадает с координатой Z. На первый взгляд эта модель не реальна, поскольку идеально горизонтально-слоистых геологических сред не существует. Однако мы еще пользуемся ею, как при сейсмических построениях, так и, не задумываясь об этом, при увязке сейсмических материалов со скважинными данными.

Рис. 1.1. Простейшие сейсмогеологические модели слоистых сред, в предположении о которых работает сейсморазведка.

Вторая модель (рис. 1.1б) является более сложной моделью, которая характеризуется плоскостью симметрии XZ. Можно сказать, что такая модель в реальности тоже маловероятна. Однако в сейсморазведке с самого начала ее возникновения и еще вплоть до сегодняшних дней использует эту модель среды. Сейсморазведка, удовлетворяющая такой модели и проводящаяся по отдельным профилям, получила название 2D сейсморазведки. Обращаясь к рис. 1.1б можно утверждать, что правильное изображение среды получается только в одном случае – если сейсмические профили будут проложены строго вкрест простирания слоев (в направлении X). Ниже показано, что любое другое направление профилей приводит к искажению результатов.

Третья модель (рис. 1.1в) с полным отсутствием симметрии является наиболее реальной, когда глубины и конфигурации слоев ведут себя произвольно в любом из трех направлений. Поскольку при такой модели нельзя проложить ни одного профиля точно вкрест простирания слоев, можно сделать вывод, что для этого случая 2D сейсморазведка вообще неприемлема.

Поэтому на смену 2D сейсморазведке пришла более совершенная методика, - - Воскресенский Ю.Н. РГУ нефти и газа получившая название 3D сейсморазведки. При 3D сейсморазведке проводят не профильные, а площадные наблюдения и вся собранная с площади информация обрабатывается совместно.

Проиллюстрируем преимущество 3D сейсморазведки по сравнению с 2D сейсморазведкой на следующем примере. Представим модель среды в виде плоской горизонтальной границы, осложненной антиклинальной складкой, простирающейся вдоль оси Y. Проложим сейсмический профиль вкрест простирания складки (рис. 1.2а). Допустим, для простоты, что источник и приемник колебаний совмещены на профиле в точке М. В этом случае отражение от Рис. 1.2. Модель складки: а – на линии профиля вкрест простирания складки регистрируются отражения только от точек пересечения вертикальной плоскости и модели складки (пунктир); б – на профиле не вкрест простирания складки регистрируются боковые отражения от точек, лежащих вне пунктирной линии пересечения плоскостей.





границы будет происходить по нормали к границе в точке М, лежащей на линии пересечения вертикальной и горизонтальной плоскостей. При этом лучи падающей и отраженной волн будут совпадать и полностью находиться в проходящей через профиль вертикальной плоскости. Поэтому можно быть уверенным, что вся полученная отраженная информация будет после обработки отображать разрез точно в вертикальной плоскости профиля. Теперь направим профиль под некоторым углом к оси X, т.е. не вкрест простирания складки (рис. 1.2б). В этом случае нормальный луч, исходящей из точки М на профиле будет отражаться в точке М, не лежащей на пересечении вертикаль - - Воскресенский Ю.Н. РГУ нефти и газа ной и горизонтальной плоскостей. Это значит, что информация, регистрируемая в точке М, будет приходить сбоку от вертикальной плоскости профиля.

Более того, если выбрать точку N нормального отражения на линии пересечения плоскостей, то отражение от нее можно будет наблюдать только в точке N, находящейся в стороне от линии профиля. Таким образом, на профиле могут быть зарегистрированы волны, распространяющиеся не в вертикальной плоскости – это так называемые боковые отраженные волны. Поскольку при 2D сейсморазведке нет возможности определить азимуты прихода волн к линии профиля, то, обрабатывая информацию в предположении, что волны распространяются только в вертикальной плоскости, можно получить искаженные результаты.

Основное преимущество 3D сейсморазведки заключается в том, что информация, приходящая к поверхности по различным азимутам, регистрируется и обрабатывается совместно, что дает возможность правильно восстановить пространственное положение отражающих границ и получить объемную картину исследуемого объекта, невозможную при профильных наблюдениях. Никакая 2D сейсморазведка не может заменить 3D сейсморазведку, как бы часто ни располагались отдельные сейсмические профили. То, что вся сейсморазведка должна быть только 3D, было ясно уже давно, однако ее промышленное использование началось только в средине 80-х годов. Это вызвано тем, что, наряду с теоретическими основами, отсутствовали современные технологии регистрации и компьютерной обработки информации 3D, количество и плотность которой намного порядков больше информации сейсморазведки 2D.

Ниже рассматривается кинематика волн и построение изображений в 2D сейсморазведке, а затем основные понятия этой кинематики распространяются на случай 3D сейсморазведки.

2. КИНЕМАТИКА ВОЛН В 2D СЕЙСМОРАЗВЕДКЕ Классификация сейсмограмм. Запись сейсмических волн, зарегистрированная сейсмоприемником в одной точке на поверхности при неизменном положении источника колебаний, представляет сейсмическую трассу. Фактически, сейсмическая трасса является зависимостью амплитуды регистрируемых волн от времени, т.е. А(t). Совокупность зарегистрированных сейсмических трасс, сгруппированных по определенному признаку, называется сейсмограммой. Пример сейсмограммы с указанием основных зарегистрированных на ней волн дан на рис. 2.1. При полевых наблюдениях, обычно получают сейсмограммы по признаку общего пункта (точки) возбуждения - ОПВ (ОТВ). Геометрия такой расстановки приемников в пунктах приема (ПП) G1, G2, G3,... для одного пункта возбуждения (ПВ) S дана на рис. 2.2а.

Расстояние между приемником и источником l=G-S называется удалением.

- - Воскресенский Ю.Н. РГУ нефти и газа Следовательно, сейсмограмма может быть представлена, как зависимость амплитуды от времени и удаления A(t,l). Удаления могут быть положительными или отрицательными, в зависимости от взаимного расположения источника и приемников.

Рис. 2.1. 2D сейсмограмма ОПВ с отмеченными основными типами волн: 1 – продольные отраженные волны, 2 – поверхностные (релеевские) волны.

Кроме сейсмограмм ОПВ в сейсморазведке используются представления о других расстановках источников и приемников, а именно: сейсмограммах общего пункта (точки) приема – ОПП (ОТП), общей средней (глу6иннной) точки - ОСТ (ОГТ) и общих удалений - ОУ (рис. 2.2б, в, г). Сейсмограммы ОУ часто называют разрезами ОУ.

Заметим, что все сейсмограммы, кроме сейсмограмм ОПВ, не регистрируются в поле, они получаются исключительно сортировкой трасс из последовательных сейсмограмм ОПВ. Рис. 2.3 позволяет представить, как из полученных по профилю полевых сейсмограмм ОПВ можно получить последовательность сейсмограмм ОСТ. Мы видим, что отражения в общих глубинных точках (ОГТ) могут наблюдаться много раз при различных величинах удалений l. Количество наблюдений каждой OГT определяет кратность наблюдений (перекрытий) этой точки границы, а саму методику таких наблюдений часто называют методикой многократных перекрытий (ММП). Заметим, что процедура перехода от одного вида сейсмограмм к другому полностью обратима, т.е., например, от набора сейсмограмм ОСТ можно вернуться к любому другому виду сейсмограмм, соответствующих расстановкам, показанным на рис. 2.2.

- - Воскресенский Ю.Н. РГУ нефти и газа Рис. 2.2. Траектории лучей падающих и отраженных от границы R волн для сейсмограмм: а - общего пункта возбуждения; б - общего пункта приема; в - общей средней точки М (M’- общая глубинная точка); г - общих удалений.

Рис. 2.3. Принцип формирования сейсмограмм ОСТ из сейсмограмм ОПВ. 1 - 4 – последовательные положения перемещающихся вдоль профиля х расстановок, соответствующих сейсмограммам ОПВ. Показаны падающие н отраженные лучи для искусственно сформированных сейсмограмм ОСТ в точках М1, М2 и М3; 1, 2 и 3 - общие глубинные точки.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 15 |










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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.