WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 |

1 U (t) = Kотр (t) * S(t) = (ln (t))* S(t) = (ln (t))* (S(t)) (24) 2 t 2 t Таким образом, операцию взятия производной в сверточной модели можно перенести с импульсной характеристики на сигнал источника.

Рис.14. Свертка дельта импульса (t) и сигнала S(t) равна свертке функции Хевисайда (t) и производной сигнала dS(t)/dt.

В данном случае мы рассматриваем функцию h(t) - импульсную характеристику среды, как последовательность коэффициентов отражения, забывая о том, что при распространении волн образуются кратные волны, усложняющие волновую картину на реальной трассе. Существуют алгоритмы, которые предполагают получение модельной трассы с учетом всех кратных волн. Рассмотрим схему образования отраженных и проходящих волн в слоистой среде. Для простоты разобьем геологический разрез на множество параллельных пластов с постоянной временной мощностью. Минимальную временную мощность можно взять равной шагу дискретизации трассы. При этом часть границ будет иметь нулевые значения коэффициента отражения. В этом случае мы можем последовательно и рекуррентно выполнять расчет, двигаясь по схеме (Рис.15) от пласта к пласту. Рекуррентный расчет поля выполняется по формуле:

S (t + ) = (1- R)Sm (t) + (1+ R)Sn (t) - S (t - ) (25) p p здесь R - кривая отражающей способности, пересчитанная во временной масштаб на равный шаг. Для отражения от поверхности Земли формула (25) упрощается и принимает вид:

S1(t + ) = 2S2 (t) - S1(t - ) (26) Рис.15. Схема расчета волнового поля в методе Баранова-Кюнеца.

Волновое поле ВСП может быть рассчитано при многократном повторении расчета модельных трасс с различным положением приемника по глубине. На Рис.16 приводится сопоставление реального волнового поля и модельного, рассчитанного по алгоритму Баранова-Кюнеца. Сравнение реального и модельного волновых полей демонстрирует разницу заданной модели и реального строения среды.

На Рис.17 показано сопоставление реального и модельного разрезов ВСП.

Правильное задание скоростной модели обусловливает совпадение годографов падающих волн для реального и модельного разрезов. Однако на модельном разрезе отражения от границ выглядят резче, чем на реальном разрезе ВСП. Повидимому, реальная среда представлена большим количеством слоев и имеет более плавную зависимость скорости от глубины.

На Рис.18 представлены результаты моделирования по трем скважинам, расположенным на одном и том же нефтяном месторождении на расстоянии Рис.16. Сравнение реальной и модельной сейсмических трасс. А - трассы коридорного суммирования ВСП, полученные после обработки реального полевого материала. Б - трассы коридорного суммирования, полученные после обработки разреза ВСП (В) рассчитанного по алгоритму Баранова-Кюнеца.

Рис.17. Сопоставление модельного и реального полей ВСП. А - Волновое поле, зарегистрированное в скважине. Б - Волновое поле, рассчитанное по программе конечно-разностного моделирования.

Рис.18. Изучение формы отраженной волны по результатам моделирования.

1.5-2 км. друг от друга. Между скважинами были построены переходные модели строения пласта БС11, в которых были учтены как изменения физических свойств пластов, так и смещение геологических пластов по глубине.

Моделирование позволило построить общую картину изменения амплитуды отраженной волны от пласта БС11 по профилю, проходящему через три скважины.

Очень часто ошибки в исходных данных не позволяют добиться абсолютного сходства модельного и реального волнового поля. Поэтому сложно использовать модельные трассы для численных оценок и построения зависимостей амплитуд от параметров геологической модели. Но даже качественная информация о связи сейсмического волнового поля с физическими параметрами пластов может принести ощутимую пользу при геологической интерпретации данных сейсморазведки.

4.4. Согласование форм сигнала наземной и скважинной сейсморазведки Сравнение двух соседних трасс разреза ОГТ позволяет выявить изменение геологического разреза, происходящее вдоль профиля. Сопоставление трассы разреза ОГТ и соответствующей трассы коридорного суммирования ВСП дает возможность сравнить особенности отображения отражающих границ, сопоставить полярность двух различных сейсмических данных. Взаимное сопоставление модельной трассы, трассы ВСП и трассы ОГТ позволяет отождествить отдельные сейсмические горизонты и выяснить правдоподобие скоростной характеристики среды, заложенной в расчет модельной трассы.

Для того чтобы сравнивать различные сейсмические материалы надо быть уверенным в том, что для сравниваемых материалов совпадают импульсные характеристики среды. Основой для сравнения различных данных является предположение, что обе сравниваемые трассы описываются уравнением сверки (18).

f (t) = h(t) * S (t) - модельная трасса; (27) f g(t) = h(t) * Sg (t) - наблюденная трасса. (28) При равенстве импульсных характеристик среды h(t), различие получаемых материалов обусловлено разницей в сигналах источника S(t).

Продольная сейсмическая волна, распространяющаяся от взрыва, может быть зарегистрирована с различной полярностью.При взрыве в первой фазе волны создается фронт сжатия. Его Рис.19. Полярность прямой волны при приход к сейсмоприемнику регистрации на поверхности и в скважине.

на поверхности Земли обусловливает смещение корпуса сейсмоприемника вниз Рис19. В этом случае на выходе сейсмоприемника должен быть зарегистрирован сигнал с первым отрицательным максимумом. Если та же самая волна распространяется сверху вниз к сейсмоприемнику, расположенному в скважине, ее приход к скважинному сейсмоприемнику обусловливает первоначальное смещение корпуса вверх. То есть на выходе скважинного сейсмоприемника должен быть зарегистрирован сигнал с первой положительной фазой. Если в первых вступлениях на сейсмической аппаратуре регистрируются оговоренные выше формы сигналов, то будем считать, что полярность сейсмической аппаратуры установлена правильно. Для проверки и согласования полярности скважинной и наземной регистрирующих сейсмостанций можно провести эксперимент, установив в одной точке поверхностный сейсмоприемник и скважинный зонд.



Одинаковая форма записи на различных сейсмостанциях в таком тесте подтвердит согласованность аппаратуры по полярности сейсмического сигнала.

Для сравнения могут быть взяты две сейсмические трассы, полученные после различной обработки одного и того же сейсмического материала. Две сейсмических трассы могут быть получены в результате обработки наблюдений с различными полевыми методиками измерений. В этом случае согласование полярности трасс могут вызвать некоторые проблемы. Если в уравнениях (27)(28), определяющих различные трассы h(t) одинаковые, то согласование трасс сводится к сравнению двух различных сейсмических сигналов. Рассмотрим две крайние ситуации. Два единичных дельта импульса (Рис.20) однозначно определяют положительную и отрицательную полярность. Два других сигнала sin(wt) и cos(wt) могут быть преобразованы друг в друга путем сдвига на /2 или сдвига на -/2 и умножения на (-1). То есть не существует однозначного определения, что такое полярность гармонического Рис.20. Определение полярности сигнала. Как всегда сейсмический сейсмической волны.

эксперимент занимает некоторую промежуточную позицию между двумя крайностями. В том случае если сейсмический сигнал широкополосный и близок к дельта импульсу, полярность сейсмической трассы определяется однозначно. При узкополосных сигналах существует неоднозначность при определении полярности двух сравниваемых трасс.

Формально согласование двух сейсмических трасс можно рассматривать как проблему фильтрации. Если заданы две сейсмические трассы f(t) и g(t), то для их согласования надо найти фильтр W(t) такой, что:

f (t) = W (t) * g(t) (29) Нахождение фильтра W(t) из уравнения (29) относится к широкому кругу задач, объединенных в сейсморазведке под названием деконволюция. Для полного и серьезного понимания данной проблемы следует обратиться к специальной литературе [5,18]. Рассматривая согласование двух сейсмических трасс, мы остановимся только на проблемах, возникающих при нахождении оператора W из уравнения (29).

Рассмотрим амплитудные спектры двух сигналов F() и G() Рис.21.

Для того чтобы найти амплитудный спектр фильтра W () надо разделить F() на G(). Если G() в какой - нибудь точке равен нулю, спектр оператора фильтра в данной точке рассчитать нельзя, так как его значение должно быть равно бесконечности. Итак, мы приходим к главному ограничению. Нельзя трассу g(t) привести к трассе f(t) если спектр трассы g(t) ограничен и уже спектра трассы f(t). Если спектры трассы f(t) и g(t) одновременно равны нулю в некоторой точке, то значение амплитудного спектра фильтра в данной точке может быть произвольным. В том случае, когда импульсная характеристика среды представляет собой достаточно редкую последовательность коэффициентов отражения, то можно не бояться, что ее спектр обратиться в ноль. Тонкое переслаивание пластов создает импульсную трассу, спектр которой может иметь нулевые значения на некоторых фиксированных частотах.

Рис.21. Амплитудный и фазовый спектр двух трасс с различным диапазоном частот. А - сейсмические трассы. Б - амплитудные спектры. В - фазовые спектры. Г - фазовые спектры после выпрямления При сравнении двух трасс (ОГТ и ВСП) надо помнить, что они получены по разным графам обработки. Наиболее сильное отличие в графах обработки ВСП и ОГТ заключено в программе деконволюции. Деконволюцию ВСП можно назвать детерминистской, она основана на том принципе, что сигнал источника известен точно, он определен по полю падающей волны. Для деконволюции материалов ОГТ существенными являются предположения о том, что исходный сейсмический сигнал минимальнофазовый и что импульсная характеристика среды похожа на белый шум. Деконволюция материалов ОГТ предполагает выполнение положения о некоррелируемости импульсной трассы. То есть амплитудный спектр сейсмической трассы предполагается равным амплитудному спектру сигнала источника. Наличие различного рода шумов может приводить к тому, что в области высоких частот спектр сейсмической трассы не равен нулю. Программа деконволюции, выполняющая согласование амплитудных спектров трассы ОГТ и ВСП, поднимет амплитуду высокочастотных шумов, посчитав их энергию за энергию полезного сигнала.

Можно предположить, что программа деконволюции трасс при обработке материалов ВСП и ОГТ скорректировала спектры записи. После коррекции спектры трасс ВСП и ОГТ стали близки к спектру дельта импульса. Правда, каждое поле задано в своем диапазоне частот. В таком случае амплитудный спектр взаимнокорреляционной функции трасс ВСП и ОГТ будет равен единице (как произведение двух единичных спектров), а фазовый спектр будет равен разнице фазовых спектров трасс ВСП и ОГТ. Определим фильтр с единичным амплитудным спектром и фазовым спектром равным фазовому спектру функции взаимной корреляции:

() = () - (), (30) f g где - фазовый спектр трассы ОГТ, - фазовый спектр трассы ВСП, - g f фазовый спектр взаимнокорреляционной функции C(t). Причем фазовый спектр можно определять только в пересекающемся диапазоне частот. Такой фильтр не изменит амплитудный спектр фильтруемой трассы, а только скомпенсирует разницу фазовых спектров в выбранном диапазоне частот. Если выпрямить фазовый спектр Рис.22Б, то его можно аппроксимировать полиномом некоторой фиксированной степени. Аппроксимация фазового спектра будет равноценна выделению основных компонент, изменяющихся в фазовом спектре фильтра W(t).





() a0 + a1 + a2 (31) a0 - определяет различие в уровнях усиления трасс;

a1 - отвечает за взаимный сдвиг двух трасс;

a2 - определяет фазовый фильтр, смещающий фазы различных частотных составляющих.

Рис.22. Фазовый фильтр (А), построенный по фазовому спектру функции взаимной корреляции двух трасс (Б).

На Рис.22А приведен фазовый фильтр, рассчитанный по первым трем членам разложения спектра в степенной ряд.

Сопоставление трассы коридорного суммирования ВСП и модельной трассы, рассчитанной по сейсмоакустической модели разреза, сводится к решению уравнения (32) при условии, что g(t) - трасса ВСП, а f(t)- модельная трасса. Как и раньше сейсмическая трасса описана сверточной моделью.

Импульсная характеристика среды имеет свой спектр, и он все-таки отличается от спектра белого шума. Поэтому результат согласования зависит от того окна, в котором рассчитывается оператор фильтра.

Использование фильтров корректирующих различие трасс ВСП и ОГТ позволяет уточнить привязки основных отражающих горизонтов на разрезе ОГТ. Однако, надо отдавать себе отчет в том, что из-за постоянного изменения формы сигнала на площади сейсмических работ, коррекция сигнала материалов ОГТ верна только в некоторой окрестности скважины, где делалась эталонировка трасс ВСП и ОГТ.

4.5. Использование данных ВСП при решении геологических задач сейсморазведкой 3Д.

Очень сложно оценить вклад одного из геофизических методов разведки в общем комплексе работ. Часто кажется, что метод ВСП является лишним и, по крайней мере, может быть заменен другими геофизическими исследованиями.

Однако если при интерпретации сейсмических материалов 3Д не использовать данные ВСП, то результаты прогноза геологического разреза могут быть неправильными.

Построение карт глубин из карт изохрон в наземной сейсморазведке.

Для того чтобы построить карту глубин отражающего горизонта требуется знание средней скорости в среде. Точность задания скорости пересчета изохрон в глубины, в конечном счете, и определяет точность построения структурных карт в сейсморазведке 3Д. Метод ВСП является единственным методом, который дает возможность построить детальную скоростную модель и избежать грубых ошибок в определении скоростей.

Обычно сейсморазведка 3Д проводится на тех площадях, где уже пробурена хотя бы одна скважина. Но если в скважине не выполнены работы ВСП, то информация о скорости распространения сейсмических волн может быть получена приближенно. Для каждого региона работ существуют реперные сейсмические горизонты, точно привязанные к геологическим границам.

Глубина каждой опорной границы однозначно определяется по каротажным данным. Соответствующие вертикальные времена пробега снимаются с разреза ОГТ. Таким образом, для каждой скважины может быть построена таблица Н/Т, которая и определяет изменение средней скорости распространения сейсмической волны по вертикали. Конечно, при таком подходе точность определения средней скорости зависит от однозначности привязки реперных границ и сейсмических горизонтов.

Если на площади исследования не пробурено ни одной скважины, то информацию о средней скорости распространения волн можно получить только из решения обратной кинематической задачи. Обратная кинематическая задача предполагает построение скоростной модели среды, используя информацию о годографах отраженных волн. Точность решения задачи существенным образом зависит от сложности строения геологического разреза. Скоростная модель среды, получаемая при решении обратной кинематической задачи, может быть устойчива к ошибкам измерений в том случае, если пласты модели имеют большую мощность (более 50-100 метров).

Для того чтобы карту изохрон перевести в структурную карту, требуется каждое значение времени умножить на среднюю скорость. То есть, для выполнения трансформации в глубины требуется иметь карту средних скоростей. Проблема построения карты скоростей заключается в том, что изменение средней скорости по площади зависит от геологического строения разреза. Изменение средней скорости по латерали может быть плавным, если строение разреза резко не изменяется на площади работ. С другой стороны, распределение средних скоростей по площади может иметь резкие скачки, если существуют зоны изменения скоростной модели ВЧР или в разрезе присутствуют разломы. В некоторых случаях распределение скоростей по площади может иметь блоковую структуру. При этом плавные изменение скорости в рамках одного блока чередуются с достаточно резкими изменениями скоростей на границах блоков.

Таким образом, можно утверждать, что построение карты средних скоростей является одной из основных задач интерпретации данных 3Д. Для того чтобы построить карту скоростей необходимо использовать всю имеющуюся априорную информацию:

-скоростные модели среды, полученные по методу ВСП;

-таблицы Н/Т для реперных горизонтов по всем скважинам на площади;

-априорную геологическую информацию о строении разреза;

-данные о строении ВЧР и поверхностных условиях на площади работ.

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 |










© 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.