Для записи информации, поступающей от сейсмоприемника, в компьютер необходимо выполнить

Обновлено: 30.06.2024

Связанные данные

Данные, представленные в этом исследовании, доступны по запросу от соответствующего автора. Данные не являются общедоступными по соображениям конфиденциальности.

Аннотация

Для сбора сейсмических данных при разведке нефти и газа используется крупномасштабная сеть сейсмоприемников, тысячами развернутых на поле исследования. Центральный блок управления получает и обрабатывает измеренные данные с геофонов, чтобы получить изображение подземной структуры земли для определения местонахождения нефтяных и газовых ловушек. Обычные системы сбора сейсмических данных полагаются на кабели для подключения каждого датчика. Хотя кабельные системы надежны, требуется огромное количество кабеля, что вызывает сложности в логистике съемки, а также время простоя съемки. Потребность в бескабельной системе сбора сейсмических данных привлекла большое внимание подрядчиков, геологоразведочных компаний и исследователей, желающих внедрить беспроводную технологию и архитектуру в сейсморазведку. В этой статье дается общий обзор сбора наземных сейсмических данных, а также представлен текущий и ретроспективный обзор современных беспроводных систем сбора сейсмических данных. Кроме того, с использованием технологии IEEE 802.11 g, основанной на концепции сбора сейсмических данных во время прослушивания или записи сейсмоприемников, выполняется основанная на моделировании оценка производительности маломасштабной подсети беспроводных сейсмоприемников в режиме реального времени. Кроме того, мы исследуем оптимальное количество сейсмических выборок, которое может быть отправлено каждым геофоном в течение этого периода.

Ключевые слова: центральный блок управления (CCU), геофоны, сейсморазведка, беспроводной сбор сейсмических данных (WSDA), беспроводная сеть геофонов (WGN)

1. Введение

Сейсморазведка – это метод получения графического представления структуры недр земли путем анализа сейсмических волн. Он имеет обширную область применения, такую как мониторинг вулканов [1], система раннего предупреждения о землетрясениях [2], мониторинг оползней [3], исследование минеральных ресурсов [4], визуализация ледников и ледяных щитов для наблюдения за тем, как изменение климата влияет на подледниковая среда [5,6] и т. д. Часто это достигается с помощью методики под названием «Сейсмическое отражение». В течение почти столетия геологоразведочные компании обычно используют этот метод для определения идеальных мест для бурения на нефть и газ, а также для мониторинга и планирования программ повышения нефтеотдачи [7]. Сейсморазведка может быть наземной или морской. При наземной съемке сеть датчиков, называемых «геофонами», размещается на участке съемки, как правило, в виде линии, прямоугольной сетки или другой геометрической формы в соответствии с предварительно определенными параметрами съемки. Традиционный подход к развертыванию этих сетей заключается в подключении каждого датчика с помощью кабеля. Известно, что кабельные съемки имеют множество недостатков, таких как избыточный вес, проблемы с надежностью, сложности в развертывании и обслуживании, затраты на человеческие ресурсы [8] и другие эксплуатационные расходы. Согласно [9], на долю кабелей приходится до 50 % эксплуатационных расходов и 75 % общей массы оборудования при наземной сейсморазведке. Кроме того, кабели подвержены повреждениям по естественным и культурным причинам, что приводит к простою обследования, поскольку значительное время в полевых условиях затрачивается на поиск и устранение неисправностей неисправных кабелей [10]. Растущий спрос на более качественные и плотные изображения подземных сред побуждает компании, занимающиеся сейсморазведкой, предоставлять больше каналов записи в съемках. Будущие сейсморазведочные работы могут потребовать каналов регистрации от сотен тысяч и выше [11]. Это приведет к еще более сложной, громоздкой и дорогой логистике кабельной разведки. Для решения проблем, связанных с кабелями, в последние годы были предложены беспроводные системы сбора сейсмических данных. В системе используются узлы сейсмических датчиков, оснащенные беспроводными приемопередатчиками, для формирования сети беспроводных датчиков сейсмоприемников, использующих технологию радиочастотной связи. Хотя предложения по беспроводным системам сбора данных появились несколько десятилетий назад [12], недавние достижения в области беспроводной технологии могут проложить путь к полной беспроводной беспроводной системе сбора сейсмических данных. Беспроводная сеть геофонов (WGN) — это аббревиатура, которая будет использоваться для обозначения сети геофонов, описывающей бескабельную систему сбора сейсмических данных. В этой статье преследуется три цели: во-первых, мы представляем общий обзор наземной сейсморазведки при разведке нефти и газа, лежащий в основе методологии и требований к съемке. Во-вторых, описывается «современное» применение WGN для сбора сейсмических данных с высокой плотностью и основные требования, необходимые для создания этих сетей.Наконец, мы рассмотрели подсеть беспроводных сейсмоприемников в условиях сейсморазведки, сосредоточив внимание на этапе доставки данных съемки, и оценили производительность сети на основе периода записи сейсмоприемников, чтобы определить оптимальное количество сейсмических выборок для передачи. в этот период.

Остальная часть документа организована следующим образом: Раздел 2 дает общий обзор основ наземной сейсморазведки. В разделе 3 описаны основные требования к сети для береговых беспроводных систем сбора сейсмических данных (WSDA). В разделе 4 дается обзор современных технологий беспроводной сейсморазведки. В разделе 5 мы предлагаем архитектуру WGN и метод регистрации периода регистрации, а также, используя моделирование, исследуем оптимальное количество сейсмических выборок, которые должны передаваться каждым сейсмоприемником. В Разделе 6 представлен анализ результатов, за которым следует обсуждение проведенного исследования и заключение в Разделах 7 и Разделах 8 соответственно.

2. Обзор наземной сейсморазведки

Распространение упругих волн в недрах земли лежит в основе сейсморазведки. Объемные волны, которые способны проходить через все уровни расстояний земных недр, и пограничные волны, которые обнаруживаются вблизи границы слоев, представляют собой два класса упругих волн. Большинство сейсморазведочных работ основано на анализе сигналов объемных волн, создаваемых сейсмическим источником и регистрируемых на поверхности земли [13], как показано на рисунке 1. Сдвиговая или вторичная волна (S-волна) и компрессионная или первичная волна (P-волна) — это два типа объемных волн, которые демонстрируют движение частиц, ортогональное и параллельное направлению распространения волны, соответственно. Используя скорость распространения волны и время, необходимое волне для возвращения на поверхность, можно определить глубину различных геологических слоев. Значение скорости волны несет информацию о типе горных пород или отложений в недрах. В зависимости от плотности и упругости подповерхностного слоя скорости этих волн выражаются с помощью уравнений (1) и (2) ниже:

Выполнение базовых трехмерных съемок для проекта четырехмерного сейсмического мониторинга началось 5 ноября 2003 г. в ожидании запланированного начала закачки CO2 20 ноября 2003 г. Были использованы цифровые данные предварительных GPS-съемок. для руководства подготовкой физической площадки и были неотъемлемой частью построения чрезвычайно точной и точной карты сетки станции. Карта сетки станции включала планы трехмерной сейсморазведки с информацией о конкретной площадке и учетом препятствий на поверхности. Обеспечение точности размещения этого и всех повторных развертываний линий источника и приемника будет иметь решающее значение для обработки различий. Цифровые карты местности с маршрутами вибраторов были построены для всех 800+ источников на участке. Учитывая шестилетнюю продолжительность этого проекта наземного сейсмического мониторинга, время, затрачиваемое на этом этапе на точное картирование каждой детали этапа сбора данных, обеспечит максимальную корреляцию между повторными съемками и сведет к минимуму необходимость радикальных процедур выравнивания во время обработки данных.

Каждая линия приемника была локализована с помощью Trimble DGPS, чтобы обеспечить прямые линии сетки с отклонениями в интервале между линиями, не превышающими пару процентов (от 1 м до 2 м). Три сейсмоприемника Mark Products U2 10 Гц с 14-сантиметровыми штырями были размещены в точке равностороннего треугольника диаметром 1/2 м с центром на приемной станции. Поскольку сетка приемника оставалась на земле до двух недель, соединения сейсмоприемников были защищены от влаги и утечки грунта путем подвешивания их в воздухе с помощью пластиковых чаш. Эта практика уменьшает и, как правило, устраняет все утечки сигнала на землю. Каждый приемник был установлен у основания ямы, выкопанной в дерне и твердой почве. Это обеспечивает хорошее сцепление и снижает влияние шума ветра.

Данные записываются без корреляции, что обеспечивает максимальную гибкость при обработке для повышения точности данных за счет предварительной обработки и нетрадиционных подходов к корреляции. Каждая развертка записывалась как отдельный файл, в результате чего было получено более 4000 файлов и в общей сложности около 12 мегабайт данных. После завершения одной трехмерной съемки потребуется около 40 гигабайт дискового пространства. Записывающая система размещалась на задней части специально модифицированного 6-колесного автомобиля John Deere Gator. Из-за необходимости бесшумной работы все питание обеспечивается шестью 12-вольтовыми свинцово-кислотными батареями. Температура ниже точки замерзания требовала размещения оператора и системы внутри специально разработанного изолирующего покрытия, которое ранее использовалось во время исследований КГС к северу от Полярного круга.

Дифференциальный передатчик GPS был установлен непосредственно над скважиной для закачки CO2 и использовался для наведения вибратора, размещения приемника и определения местоположения скважины.Передатчик был включен и работал во время всей этой базовой съемки и будет использоваться во всех будущих съемках, чтобы убедиться, что все местоположения источников находятся в пределах 0,5 м от этой базовой съемки, а приемники расположены в пределах сантиметров от их текущего местоположения.

Возможность работы в ночное время была необходима, чтобы избежать культурного и ветрового шума, который серьезно загрязнял бы эти низкоэнергетические высокочастотные данные. Для обеспечения безопасного и точного перемещения и размещения вибратора на вибраторе была установлена система GPS-наведения, специально разработанная в КГС для этого проекта. Система позволяла перемещаться по площадке и к месту каждого выстрела по заранее заданным оптимальным путям. Из кабины вибратора оператор мог неоднократно перемещаться по этим заранее определенным маршрутам в пределах нескольких дюймов от запрограммированного наиболее безопасного маршрута к месту выстрела, при необходимости, в полной темноте. Как только вибратор будет обнаружен и проведена уборка, бортовой компьютер зарегистрирует точное местоположение площадки (с точностью до нескольких дюймов по осям x, y и z).

Учитывая, что изучаемая площадь четырехмерной сейсморазведки составляла чуть более 1 кв. мили, разнообразие рельефа было значительным и создавало уникальные проблемы. Связь между источником и приемником была критична, и по этой причине в каждом месте было записано пять отдельных разверток. Каждый из 10-секундных линейных разверток вверх охватывал частотный диапазон от 20 Гц до 250 Гц равномерно во времени. Первый из пяти проходов был разработан для посадки площадки (достаточно уплотнить землю, чтобы последующие проходы были как можно более последовательными), в то время как оставшиеся четыре прохода будут располагаться вертикально (после того, как будет отредактирован соответствующий шум от каждого) для улучшения передачи сигнала к - коэффициент шума. Такие области, как поля свежезасеянной пшеницы, были самыми мягкими и наименее проводящими высокочастотный сигнал. В других областях, таких как пастбища, дороги, залежь, водотоки, поля люцерны и лесные массивы, все они влияли на работу вибратора немного по-разному. Особую озабоченность вызывало сохранение местоположений источников, которые были бы доступны не только в течение всего шестилетнего периода этого исследования, но и для сведения к минимуму резких колебаний грунтовых условий из-за сезонных изменений. Устранение этой изменчивости связи источника и приемника лучше всего выполнять на этапе записи, а не полагаться на обработку для численной компенсации этих эффектов.

По мере получения данных они передавались по сети Ethernet от сейсмографа в мобильный центр обработки. После передачи данных выполнялась предварительная обработка, которая включала долгосрочное архивирование, преобразование формата, предварительную корреляционную обработку, корреляцию, редактирование шума, вертикальное суммирование, применение геометрии и проверку данных.

Во время проверки данных и предварительного анализа были определены станции, которые нуждались в повторном занятии и повторном сборе данных. Возможность выявления областей с плохими данными и повторного развертывания источника в этих областях в течение нескольких часов после получения возможна только в результате этой возможности обработки в полевых условиях. На данный момент мы повторно приобрели около 65 станций или около 8 процентов набора данных. Несомненно, это повысит однородность кратности и приведет к получению окончательного набора данных с трехмерными характеристиками сбора данных (краткость, распределение по азимуту и удалению и т. д.), которые более точно соответствуют критериям идеального дизайна.

Всего было записано более 800 240-канальных сейсмограмм. Каждая сборка выстрелов представляет собой вертикальный стек из четырех выстрелов. Отражения, интерпретированные на необработанных сейсмограммах, были выдающимися, с преобладающей частотой более 90 Гц. При использовании методов спектральной балансировки обрабатываемая доминирующая частота будет составлять около 150 Гц в пределах интересующего интервала. На данный момент наилучшие оценки времени к глубине помещают интересующий коллектор на временную глубину примерно от 600 до 650 мс. Как только ВСП будет завершено (на момент написания этой статьи кабель находится на земле и готов к прокладке), мы получим максимально точную корреляцию времени и глубины между геологией, определяемой скважиной, и сейсмическими данными.

В связи с обработкой данных, которая в настоящее время продолжается, в течение нескольких дней предварительный анализ качества данных будет опубликован на этом сайте.

Добыча в области геофизики – это генерация и запись сейсмических данных. Генерация сейсмических волн (упругих волн) осуществляется источником. Источник может быть как естественным, например, землетрясения, так и контролируемым (индуцированным), например, динамитом. В разведочных целях используются контролируемые источники. Идеальный сейсмический источник — это источник, способный генерировать повторяющиеся импульсы известной частоты и с другими требуемыми свойствами.

Содержание

Введение

Сейсморазведка
Обработка сейсмических данных
Сейсмическая интерпретация

Основной принцип сбора сейсмических данных заключается в том, что антропогенные сейсмические волны — это просто звуковые волны (также называемые акустическими волнами) с частотами, как правило, в диапазоне от 5 Гц до чуть более 100 Гц. (Самая низкая звуковая частота, слышимая человеческим ухом, составляет около 30 Гц). По мере того, как эти звуковые волны покидают сейсмический источник и распространяются вниз в землю, они сталкиваются с изменениями в геологическом слое Земли, что приводит к тому, что эхо-сигналы (или отражения) распространяются вверх к поверхности. Приемники обнаруживают эхо-сигналы, достигающие поверхности, и преобразуют их в электрические сигналы, которые затем проходят стадию обработки для получения изображений неглубокой структуры земли. Затем полученные изображения можно интерпретировать, чтобы определить, какой тип горных пород они представляют и могут ли эти породы содержать ценные ресурсы [1] .

Сейсмосъемка может проводиться либо на поверхности земли (наземная съемка), либо на морском дне (морская съемка).

Типичная система сбора данных состоит из следующих компонентов:

Источник (например, вибратор, динамитный снаряд или пневматическая пушка) создает акустические или упругие колебания, которые проникают в землю и проходят через пласты с различными сейсмическими характеристиками.
Детекторы (также известные как приемники, для наземных съемок в качестве приемников используются сейсмоприемники, а для морских съемок — гидрофоны) регистрируют сейсмические отклики, возвращающиеся на поверхность после прохождения через пласты.
Кабели
Система записи

Приобретение земли

Источники

< /p>

Рисунок 1: Изображение вибросейсмической тележки (или "ударника"), используемой Dawson Geophysical. Пластина посередине используется для передачи энергии на Землю.

Наземная съемка для сейсмологии отраженных волн использует множество источников и приемников. Выбор используемых источников и приемников зависит от целей исследования, а также от стоимости и условий окружающей среды.

Динамит – широко используемый источник импульсов для разведки. Динамит предпочтительнее, когда область съемки находится в пересеченной местности, которую Vibroseis не может пересечь, например, болота, горы или экологически чувствительные районы. Динамит необходимо закопать до взрыва, чтобы увеличить количество энергии, передаваемой в недра, и в целях безопасности. Поскольку энергия вырабатывается мгновенно при взрыве, источники динамита создают вейвлет с примерно минимальной фазой. Однако у динамита есть и недостатки. Несоответствия во взрывах, а также различия в глубине залегания и местных условиях грунта вызовут изменения в воспроизводимом сигнале. Другой используемый источник импульса - это модифицированные дробовики под названием Betsy Guns. Betsy Guns используются для более мелких и небольших съемок.

Другим часто используемым типом источника для разведки нефти являются вибрационные источники. Вибросейсмические тележки, как показано на рисунке 1, используются для передачи энергии в землю с использованием определенного диапазона частот в течение определенного времени. Грузовики имеют тяжелую массу, которая вибрирует вертикально на опорной плите для передачи энергии в недра. Диапазон частот (т. е. скорость вибрации массы) и продолжительность вибрации уникальны для каждой съемки. Поскольку сигнал, введенный в недра, известен, его можно математически удалить при обработке, чтобы помочь удалить шум и создать трассу, которая напоминает истинную отражательную способность области съемки. Чтобы улучшить посткорреляционное отношение сигнал/шум, можно использовать массив вибросейсмических тележек, поскольку посткорреляционное отношение сигнал/шум равно S:R = F(LN)^1/2, где F = вес грузовика (приложенная сила), L = длина зачистки и N = количество зачисток [2] . Использование массива грузовиков увеличит прилагаемое усилие, тем самым улучшив отношение сигнал-шум (SNR). Как правило, тележки Vibroseis обычно производят только P-волны, поскольку они предназначены для вертикальной вибрации массы. Вибросейсмические тележки, производящие S-волны, существуют, но используются редко и нечасто. Вибросейс-машины обычно используются в тех случаях, когда регион сбора данных не отличается экстремальным рельефом, густонаселенными районами и относительно сухим климатом. Вибросейсмические грузовики плохо работают во влажном климате, так как они очень тяжелые и имеют тенденцию застревать и наносить большой материальный ущерб на влажной местности.

Падение веса — еще один тип источника. Это импульсные источники, которые обычно используются для неглубоких подземных работ из-за гораздо меньшей энергии, чем динамит или вибросейсм. Примерами сброса веса являются удары кувалдой о металлическую пластину, стоящую на земле, и сброс груза с высоты не менее двух метров. Ускоренное снижение веса (AWD) также относится к этой категории. Полный привод работает за счет использования гидравлической системы для подъема тяжелого стального молота, а газонаполненный поршень толкает поршень вниз.Они зарекомендовали себя как жизнеспособные источники для ВСП и инструментов для микросейсморазведки. [3]

Рис. 2. Геофон. Штырь предназначен для создания прочной связи между сейсмоприемником и землей.

Получатели

Для топографической съемки в качестве приемников используются сейсмоприемники. Прибор должен иметь прочное соединение с землей, поэтому они обычно имеют шипы, которые помогают соединиться с землей, как показано на рис. 2. Внутри сейсмоприемника по бокам прикреплен магнит с катушкой провода, подвешенной внутри магнита. Когда отраженные волны возвращаются, корпус сейсмоприемника вибрирует вместе с землей, вызванной восходящей энергией. Катушка вибрирует с другой скоростью, чем тело, поэтому катушка движется в магнитном поле и из него, которое индуцирует электрический ток. Произведенный электрический ток регистрируется и называется сейсмической трассой, которая представляет собой реакцию недр на подводимую энергию от источника. Геофоны 3С предназначены для регистрации трех составляющих волнового поля: волн P, SH и SV. Другим вариантом использования наземных приемников являются наземные косы, буксируемые за вибросейсмическим грузовиком [4] .

Дизайн опроса

При планировании топографической съемки необходимо учитывать несколько факторов:

1) Глубина целевого горизонта: необходимо знать приблизительную глубину целевого горизонта наряду с региональной геологической структурой. Крутопадающие пласты могут быть трудно визуализированы с помощью сейсморазведки, и необходимо достаточное смещение для отображения целевой глубины. Для правильной выборки формы волны должно быть по крайней мере две выборки за период для самой высокой частоты, иначе произойдет наложение. 3-D съемка должна быть спроектирована так, чтобы не возникало наложения. Поскольку мы обычно не знаем геометрию геологической среды при планировании съемки, в схему съемки обычно закладывается большой запас прочности (в идеале 3 выборки на длину волны).

< /p>

Рисунок 3. Мультяшное изображение, показывающее, что область захвата должна быть больше, чем размер интересующей цели [5] .

2) Логистика: разрешение (получение разрешения от землевладельцев), погода и наличие оборудования будут определять, где и когда можно будет провести съемку.

3) Расстояние между трассами и бинами. Расстояние между трассами в двумерных сейсмических данных помогает определить разрешение данных по латерали. Расстояние между трассами должно быть достаточно малым, чтобы идентифицировать истинное падение отражения, иначе возникнет пространственное наложение. Для трехмерных данных бин представляет собой подразделение сейсмической съемки, которое обычно имеет одинаковые размеры. Ячейки обычно назначаются с помощью общих средних точек (CMP). Количество трасс описывается как кратность, а трассы в каждом бине складываются для повышения качества данных. Интерпретаторы используют только полные данные, так как эти данные были полностью отобраны по всем трассам для каждого выстрела. На рис. 3 показано, как для полной выборки подземного объекта область сбора данных должна быть намного больше, чем фактический подземный объект. Это необходимо для семплирования цели с трассами с большим выносом. Размер бина также помогает определить боковое разрешение. Эмпирическое правило состоит в том, чтобы иметь от 3 до 4 бинов для наименьшего объекта, который пытается отобразить опрос. Однако необходимо учитывать и зону Френеля, и в зависимости от того, что больше (размер бина или зоны Френеля), будет определяться горизонтальное разрешение данных.

4) Объем съемки: в идеале интересующая область должна быть охвачена полными данными. Чтобы правильно отобразить интересующую цель, съемка должна быть достаточно большой, чтобы покрыть всю цель в области «Полная кратность», как показано на рисунке 3. [5]

Для 2D-сейсморазведки источник и приемники располагаются в линию с целью сбора данных об одном и том же событии несколькими замерами с разным смещением, как показано на рис. 4. Затем эти трассы можно отобразить вместе в сейсмограмме ОСТ. а затем суммируются для создания одной трассы, которая усиливает мощность сигнала.

При 3D-сейсморазведке преследуется та же цель, что и при 2D-разведке. Опросы направлены на выборку одного и того же местоположения в диапазоне смещений. Приемники обычно располагаются параллельными линиями (так называемое линейное направление) с точками выстрела, перпендикулярными направлениям приемников (поперечное направление). Это создает сетку, в которой съемки проводятся вдоль пересекающихся линий, и по мере того, как линия съемки завершена, приемники, находящиеся дальше всего за точками съемки, перемещаются в начало съемки.

Вертикальные сейсмические профили

Для вертикальных сейсмических профилей (ВСП) приемники опускаются в скважину с помощью троса на выбранную глубину, как показано ниже на рис. 5. Источник размещается рядом с устьем скважины, и выполняется несколько выстрелов. Обычно используется от 75 до 100 приемников с интервалом около 50 футов. Одним из преимуществ ВСП является то, что регистрируются полные волны (как восходящие, так и нисходящие волны), и мы знаем точную глубину залегания сейсмоприемников.Оффсетные ВСП спроектированы так же, как и обычные ВСП, однако источник устанавливается на определенном расстоянии от скважины, как показано на рисунке 6. ВСП «ухода» также используются для ограничения сейсмических данных и анизотропии. Их можно получить, удерживая скважинные приемники на постоянной глубине при проведении выстрелов на разных расстояниях от скважины.

Рисунок 5. Схема, показывающая пути лучей ВСП. Обратите внимание, что мы записываем как нисходящие, так и восходящие волны. Расстояние между источником и скважиной было преувеличено для ясности.

Дополнительную информацию см. на странице геометрии отвода земель.

Провалы при приобретении земли

Местность. Из-за особенностей местности захват земли может оказаться очень опасным. В горных районах для перевозки экипажа и оборудования необходимо использовать вертолеты. Это приводит к опасным условиям труда и дорого обходится приобретающей компании.
Разрешение: сейсмические данные могут быть получены только на земле, доступ к которой разрешен компании, занимающейся приобретением. Землевладельцы, решившие не разрешать доступ, могут привести к тому, что сейсмические данные не будут получены.
Ущерб имуществу. Как указано выше, вибросейсмоприцепы могут причинить материальный ущерб и ущерб окружающей среде, за который должна быть возмещена приобретающая компания.
Динамит. При съемке с использованием динамита сверление шпуров обходится дорого, а с динамитом в целом опасно обращаться. Сигнал динамита также может быть непостоянным из-за различий в заряде, глубине шпура и том, в чем просверлен шурф.
AquisitionFootprint: Пространственные вариации/неравномерности в данных, которые не являются геологическими по происхождению, а являются следствием сбора и/или обработки [6] . Пробелы в данных из-за проблем с разрешениями могут привести к неравномерному охвату сбора данных, а также к изменению любых параметров записи во время сбора данных.

Приобретение морской техники

< /p>

Морской сбор данных осуществляется с помощью больших судов, оснащенных источниками и косами, которые буксируются за судном (рис. 7). Во время морской съемки суда непрерывно плывут от выстрела к выстрелу, и не тратится время на перемещение сейсмоприемников, как при съемке на суше. Это делает морскую съемку в целом быстрее и дешевле, чем наземную.

Источники

При сборе данных на море, поскольку мы не можем передавать энергию непосредственно в недра, как мы это делаем на суше с помощью динамита или груза, источником обычно является перепад давления, создаваемый в толще воды. Разница давлений проходит через толщу воды в недра и отражается обратно на поверхность. Ниже приведены несколько примеров источников, используемых в морской съемке.

Пневматические пушки – наиболее популярный источник, используемый для сбора сейсморазведочных данных на море. Это металлические цилиндры, через которые воздух под высоким давлением нагнетается и попадает в толщу воды. Нагнетание воздуха в воду создает импульс давления, который проходит через воду и проникает в недра. Обычно несколько пневматических пушек стреляют одновременно, чтобы создать массив.

Спаркеры – еще один источник, используемый для морской съемки. Они генерируют импульс давления в виде пузырька, пропуская электрический ток в воду.

Бумеры — это источники, используемые для съемок на относительно небольшой глубине и механически создающие перепад давления.

Системы Chirp, как и бумеры, используются для мелководных съемок. Системы Chirp являются вибрационными источниками. ЛЧМ-системы, спаркеры и бумеры являются высокочастотными источниками. Это приводит к получению неглубоких данных с высоким разрешением, но не хватает энергии для четкого изображения более глубоких отложений из-за ослабления их сигнала [8] .

Получатели

Дизайн опроса

Для морской сейсморазведки существует несколько часто используемых схем съемки.

ParallelGeometry: исследовательское судно движется по ряду параллельных линий.
NarrowAzimuth: показан слева на рис. 9. Он состоит из одного корабля, который буксирует косы и устанавливает пневматические пушки.
Многоазимутальные: на рис. 9 показан процесс получения многоазимутальных данных. Этот план включает как минимум 3 съемки с узким азимутом, которые охватывают один и тот же район съемки. Затем данные объединяются во время обработки.
Широкий азимут: используются как минимум два корабля-источника и один корабль-получатель, один из которых будет буксировать косы, а другой развертывать пневматические пушки. Цель состоит в том, чтобы увеличить диапазон смещений для каждой пары источник-приемник. Этот метод обычно используется для визуализации подсолевых слоев.

Для получения информации о дизайне и геометрии морской съемки см. страницу с широким азимутом.

Сейсмические данные, записанные на ленту в собачьей будке, будь то на суше или на море, не идеальны для интерпретации.Чтобы создать точную картину недр, мы должны удалить или, по крайней мере, свести к минимуму артефакты в этих записях, связанные с поверхностью, на которой проводилась съемка, артефакты, связанные с используемыми инструментами и процедурами, а также шум в данных, затемняющий изображение недр. Обработка данных для достижения этих целей обычно называется обработкой сейсмических данных. Благодаря обработке огромные объемы данных, собранных в полевых условиях, сводятся к простым изображениям для отображения на бумаге или на экране рабочей станции. Это простое изображение, хотя и содержит меньше данных о недрах, легко доступно для интерпретатора и имеет удаленные многие из только что перечисленных артефактов и ошибок. На рис. 1 показана одна необработанная (необработанная) запись поля, взятая из строки. На рис. 2 показана та же строка данных после обработки, чтобы проиллюстрировать, как полевые записи превращаются в интерпретируемое изображение.

Рис. 1. Запись одиночного выстрела в полевых условиях. Снимок сделан на станции 60. На этом «раздельном» развороте было разложено 120 сейсмоприемников. Две секунды данных были записаны. © Landmark/ITA.

Рисунок 2. Сейсмический разрез, полученный путем обработки шести выстрелов, подобных показанным на рисунке 1. © Landmark/ITA.

Содержание

Основные функции

Последовательность обработки, предназначенная для получения интерпретируемого изображения, скорее всего, будет состоять из нескольких отдельных шагов. Количество шагов, порядок их применения и параметры, используемые для каждой программы, варьируются от области к области, от набора данных к набору данных и от процессора к процессору. Однако шаги можно сгруппировать по функциям, чтобы можно было проиллюстрировать основной поток обработки следующим образом:

Построение базы данных — множество чисел на полевой ленте должны быть однозначно связаны с положением выстрела и приемника на поверхности земли, временем, прошедшим после выстрела, в результате которого возникло отражение или эхо (время прохождения), и точкой отражения. в недрах земли в любое время пути. Правильное присвоение этих геометрических свойств имеет фундаментальное значение для всего последующего. По мере того, как компьютеры переходят в полевые условия, все больше этой работы будет выполняться в собачьей конуре.
Редактирование и фундаментальные исправления. Очевидные экспериментальные ошибки по вине людей или машин помечаются для удаления из записей. Различия во времени прохождения, связанные с высотой и другими поверхностными условиями в точке выстрела или приемника, устраняются, как и временные особенности полевой аппаратуры. Ослабление сигнала по мере удаления от источника также корректируется простым умножением сигнала на коэффициент геометрического расширения.
Усиление сигнала к шуму. Части записи с низким отношением сигнал/шум, обычно определяемые визуально, но основанные на определенных моделях распространения сигнала в земле, удаляются путем фильтрации записи. Там, где распознается организованный (неслучайный) шум, обычно пытаются определить источник этого шума, чтобы лучше предсказать, как он проявится в сигнале, и, следовательно, найти наиболее эффективный фильтр для его удаления. Примером может служить удаление множителей водяного дна. Избыточные выборки одного и того же подповерхностного местоположения, которые появляются предсказуемым образом в результате многоканальной техники записи, суммируются вместе для уменьшения случайного шума в процессе, называемом наложением. [1]
Улучшение разрешения во времени. Поскольку земля является абсолютно эластичной средой, отражение от любой границы раздела происходит мгновенно, то есть оно не имеет ширины во времени. В идеале мы должны иметь возможность определять время отражения абсолютно и достигать бесконечного разрешения. К сожалению, это невозможно. Во-первых, сигнал, посылаемый на землю, не является бесконечно коротким. Скорее, это импульс с некоторой конечной шириной. Если в пределах ширины (во времени) импульса источника встречается более одной границы раздела, отклики будут интерферировать, и отражение, полученное от поверхности, будет комплексной суммой всех созданных отражений. Импульс источника можно рассматривать как бегущую сумму по идеальной последовательности отражений. Во-вторых, приемник гидрофона или сейсмоприемника и записывающее устройство сейсморазведки имеют характерное время отклика, то есть им требуется время, чтобы отреагировать на любой сигнал, так что импульс оказывается размытым или усредняется по времени, превышающему сам импульс.Отражения, возникающие через более короткие интервалы, чем это характерное время, будут суммироваться. Наконец, земля не является идеально эластичной, поэтому размытие сигнала происходит за счет естественного механизма передачи в земле. Математический процесс, используемый для вычисления результата таких взаимодействий, называется сверткой. Обратный процесс называется деконволюцией. [1] Если известно время отклика используемого прибора и приемников (гидрофонов или сейсмоприемников), можно рассчитать суммирующую функцию, примененную к сигналу, и удалить ее или деконволюцию из сейсмических записей. Точно так же исходный импульс или вейвлет и неупругие свойства земли могут быть удалены с помощью процесса деконволюции в попытке устранить все эффекты усреднения по времени и превратить сейсмограмму в серию узких отражений с большим разрешением во времени.
Улучшение разрешения в пространстве. Точно так же, как сейсмический источник имеет ширину во времени, что снижает временное разрешение, он также имеет ширину в пространстве, что снижает пространственное разрешение. По мере того, как фронт сейсмической волны движется наружу от источника, он не только ослабевает (в результате сохранения энергии), но и вызывает отражения от все большей и большей площади. (Возьмем свет от фонарика или рябь на пруду.) Все эти отражения регистрируются в месте расположения приемника как единая сумма, независимо от источника отражения, за исключением времени прохождения. Пространственная ширина сигнала должна быть сужена, как и временная ширина. Эта пространственная деконволюция аналогична процессу триангуляции для определения местоположения источника наблюдаемого сигнала. Требуется много наблюдений одного и того же отражения из разных точек на Земле, чтобы для данного отражения были доступны разные времена пробега. Предсказуемые закономерности времени прихода позволяют определить местонахождение отражателя. Сигналы от всех отражателей, кроме тех, которые находятся непосредственно под поверхностью трассы, удаляются из трассы. Это эффективно сводит пространственное распространение сигнала к одному нисходящему лучу. Пространственное разрешение приближается к интервалу трассировки. Сейсмологи называют этот процесс миграцией (см. Сейсмическая миграция).
Эстетика. Недостаточная определенность проблемы интерпретации сейсмических данных означает, что интерпретация остается в основном субъективным применением распознавания образов высококвалифицированными специалистами. Таким образом, понятно, что в любом проекте обработки окончательных параметров отображения сейсмических данных затрачивается значительное время и усилия, чтобы удовлетворить индивидуальные вкусы интерпретатора. Такие параметры, как частотный состав, коэффициент усиления, расстояние между трассами и тип отображения, доступны для выбора (см. «Отображение сейсмических данных»).

Обычные этапы обработки

Рисунок 3. Запись выстрела на рисунке 1 после применения алгоритма восстановления усиления для замены энергии, потерянной при прохождении сигнала через землю. © Landmark/ITA.

Рис. 4. Запись выстрела после применения процесса статистической деконволюции для «укорочения» вейвлета и увеличения временного разрешения. Знак авторского права/ITA.

Рисунок 5a. Применение статики корректирует разницу во времени прибытия, вызванную высотой или атмосферными воздействиями. (а) Долина в данных слева от станции 1500 представляет собой аномалию, которая сохраняется на протяжении всей записи. Знак авторского права/ITA.

Рисунок 5b. Применение статики корректирует разницу во времени прибытия, вызванную высотой или атмосферными воздействиями. (b) Этот «статический» эффект исправлен. Знак авторского права/ITA.

Учитывая только что описанные широкие категории функций обработки, в этом разделе кратко определяются общие программы по их общим именам в том порядке, в котором они обычно применяются. Некоторые шаги могут быть применены более одного раза в разное время в последовательности, а другие могут быть пропущены для определенного набора данных.

Демультиплекс

Название, присвоенное сортировке трасс от хранения в порядке времени (все приемные станции в данный момент времени) к формату, упорядоченному приемником (все времена для данного приемника) или в последовательном формате трасс. Многие современные приборы делают это в полевых условиях, но многие данные по-прежнему поступают мультиплексированными из полевых условий.Форматы SEG A и SEG B мультиплексированы, SEG Y — это формат последовательной трассировки, а SEG D может быть любым.

Процесс пометки трассировок или фрагментов трассировок, которые следует игнорировать по той или иной причине.

Геометрия

Ассоциация по уникальному идентификатору каждой записанной трассы с местоположениями выстрела и приемника.

Фильтр сглаживания

Фильтр нижних частот применяется перед повторной выборкой данных в более грубой временной шкале, чтобы предотвратить наложение. Псевдоним — это явление, при котором высокочастотные данные маскируются под низкочастотную энергию в результате недостаточной дискретизации. Для правильной выборки сигнала должно быть по крайней мере две выборки в течение кратчайшего интересующего периода. Фильтры сглаживания удаляют частоты выше предела дискретизации (частоты Найквиста) нового времени дискретизации. Операция выполняется до уменьшения выборки.

Получить восстановление

Поправка на потерю амплитуды сигнала, когда он проходит через землю и распределяет свою энергию по большей площади поверхности. Это включает в себя умножение сигнала на число, которое увеличивается со временем. Множитель точного изменения во времени может быть основан на теоретической концепции сферического расширения (отнесенного к квадрату пройденного расстояния), может быть основан на измерениях затухания амплитуды во времени, сделанных на самих данных, или может быть полностью произвольным. Пример эффекта восстановления усиления показан на рисунке 3.

Деконволюция

Удаление частотно-зависимой характеристики источника и прибора. Отклик прибора обычно известен и может быть точно удален. Форма источника обычно неизвестна, но может быть измерена напрямую (сигнатуры морских пневматических пушек) или оценена по самому сигналу при определенных предположениях. Сигнатурная деконволюция, вейвлетная деконволюция, пиковая деконволюция, деконволюция с промежутками, прогнозирующая деконволюция, деконволюция с максимальной энтропией и деконволюция, согласованная с поверхностью, являются различными проявлениями попытки удалить ширину источника из наблюдаемых отражений. [2] В результирующей последовательности отражений всегда остается некоторая функция сглаживания, обычно называемая остаточным вейвлетом. Попытка быть слишком точным в отношении деконволюции обычно приводит к очень шумному разделу. Эффект деконволюции показан на рисунке 4.

Статистика

Удаление артефактов времени прохождения, связанных с размещением источника и приемника на поверхности земли или вблизи нее. Различия во времени прохождения до одного и того же отражателя, возникающие из-за разницы высот и изменений приповерхностной скорости на разных станциях источника и приемника, должны быть устранены. Для внесения этих поправок необходимо знать относительную высоту места каждого выстрела и приемника, а также скорость вблизи поверхности. Выбирается исходная точка высоты, и расстояние выше или ниже этой исходной точки измеряется для каждого источника и приемника. Трудность заключается в том, чтобы узнать, какую скорость использовать для преобразования этой разницы высот во временную поправку, которую нужно добавить или вычесть из всей трассы (отсюда и термин статика). Статика преломления, статика, согласованная с поверхностью, и остаточная статика — все это методы, используемые для оценки и применения соответствующих поправок на скорость и время (рис. 5a и b).

Разделить

Сильные отражения могут действовать как вторичный источник сейсмической энергии, который будет мешать первичным отражениям и запутывать интерпретацию. Такие вторичные отражения называются кратными. Наиболее распространенными являются донные кратные, но существуют и межслоевые кратные. Процесс разделения пытается удалить эти [2] .

f–k или фильтр кажущейся скорости

Акустические сигналы, не являющиеся отражениями от подповерхностных слоев, отображаются в записях выстрелов (рис. 1) в виде прямых линий, а не гиперболических кривых. Эти события имеют постоянную «кажущуюся скорость» при перемещении по кабелю приемника. Эта простая организация позволяет изолировать их от сигнала отражения и удалить из записи. Обычный способ сделать это — использовать фильтр FK (иногда называемый сектором круговой диаграммы). Разумный выбор диапазона кажущихся скоростей, которые необходимо удалить, может устранить линейный шум. Слишком широкий фильтр может удалить слишком много информации из раздела и вызвать серьезные проблемы с интерпретацией.

Корректировка нормального приращения (NMO)

Рисунок 6 (a) Набор обработанных трасс с общим расположением поверхности. Смещение от выстрела до приемника равно нулю в центре сейсмограммы и увеличивается примерно до 2000 м в глубину на каждом конце. Кривизна отражений, связанная со смещением, обусловлена нормальным перемещением. (b) Была применена поправка на нормальное движение (NMO), и горизонты плоские.Теперь сейсмограмма готова к суммированию или суммированию для получения одной трассы на рис. 2. Знак авторского права/ITA.

Отражение от данного горизонта не поступает одновременно к разным приемникам по длине сейсмического кабеля или по расстановке (см. «Сейсмическая миграция»). Однако, если известна скорость, с которой распространяется звук, можно предсказать разницу во времени прибытия (ухода) на каждой станции. И наоборот, зная разницу во времени прибытия, можно определить скорость звука при определенных предположениях модели. Обычно скорость Земли как функцию времени определяют в нескольких точках в ходе съемки. Эта модель затем может быть использована для расчета приращения в зависимости от времени везде в съемке. Приращение вычитается из каждой сейсмической записи таким образом, чтобы отражения от данного горизонта выглядели плоскими. Это облегчает идентификацию отражателей и штабелирование. На рис. 6 показан процесс NMO.

Корректировка смещения наклона (DMO)

Поправки NMO сделаны в предположении о горизонтальных плоских отражателях. Если отражатель имеет заметный наклон, то фактическое движение будет немного другим. Коррекция DMO — это метод оценки влияния провала на прирост, а также удаления его из записей.

Стек Common Midpoint (CMP)

Это единственный наиболее эффективный шаг для снижения шума в процессе обработки. Процедура съемки приводит к тому, что многие трассы получаются с точкой на полпути между источником и приемником (называемой средней точкой), совпадающей на поверхности земли. Единственная разница между трассами — это расстояние между источником и приемником (смещение). После того, как эти трассы были скорректированы NMO (и DMO), они действительно являются избыточными образцами одного и того же отражения. Сложение их вместе увеличивает отношение сигнала к случайному шуму на квадратный корень из числа избыточных выборок. В ходе этого процесса полевые данные сводятся к объединенному разделу, состоящему из одной трассы для каждой средней точки, которая, как предполагается, была записана с совпадающими точками выстрела и приемника в средней точке (см. рис. 2).

Фильтр постстека

Обычно это полосовой фильтр. Этот процесс исключает частоты выше определенного значения (обрезка высоких частот) и ниже нижнего значения (обрезка низких частот), чтобы сохранить часть сигнала с самым высоким отношением сигнал/шум. Значения обычно устанавливаются методом проб и ошибок и оцениваются путем визуального сравнения секций. Значения могут быть разными для разных временных ворот секции. Как правило, более глубокие отражения (более позднее время) имеют меньший сигнал на высоких частотах, потому что эти частоты легче поглощаются или рассеиваются в земле. Следовательно, необходимо использовать более низкое значение для верхней частоты среза, поскольку полоса пропускания применяется к более поздним моментам времени на трассе.

Микс постстека

Это простая процедура, которая усредняет соседние трассы для улучшения отношения сигнал/шум. Это вызывает одновременную потерю горизонтального разрешения.

Миграция, отображение и другие передовые методы обработки доступны и необходимы для полного использования сейсмических данных.

Выводы

Сейсмическая обработка пытается улучшить отношение сигнал/шум сейсмического разреза и удалить артефакты в сигнале, вызванные сейсмическим методом. Конечным результатом должен быть более интерпретируемый раздел. Процесс имеет некоторые очень субъективные элементы. Подбор различных параметров осуществляется чаще всего эвристическим путем с большим упором на удовлетворение личного вкуса переводчика, чем на строгую физику обработки сигналов.

Аннотация

В сложных структурах, таких как разломы, соляные купола и рифы, определение параметров съемки является более сложной и важной задачей из-за сложного поведения волнового поля в таких структурах. В нефтяной промышленности обнаружение разломов стало критически важным для определения потенциала резервуара, где разломы могут действовать как ловушки для углеводородов. В связи с этим используется моделирование сейсморазведки для построения модели, близкой к реальной структуре, и получения очень реалистичных синтетических сейсмических данных. Программное обеспечение для сейсмического моделирования, скоростная модель и параметры, заранее определенные обычными методами, позволяют проектировщику сейсморазведки выполнять виртуальную съемку по шагам. Надежная скоростная модель структур может быть построена путем интеграции двухмерных сейсмических данных, геологических отчетов и информации о скважине. Влияние различных планов съемки можно исследовать путем анализа карт освещенности и цветочных участков. Кроме того, сейсмическая обработка выходных синтетических данных может описывать целевое изображение с использованием различных параметров съемки. Таким образом, сейсмическое моделирование является одним из наиболее экономичных способов определения и проверки оптимальных параметров сбора данных для получения наилучшего изображения при работе со сложными геологическими структурами.Основная цель данного исследования состоит в том, чтобы спроектировать правильную ориентацию трехмерной сейсморазведки для получения структур зоны разлома посредством сейсмического моделирования с трассировкой лучей. Результаты доказывают, что проектировщик сейсморазведки может улучшить изображение плоскостей разломов в сейсмическом разрезе, используя предложенный подход к моделированию и обработке.

1. Введение

Проектирование параметров сейсморазведки — задача, решение которой может стать сложной задачей при использовании традиционных методов, особенно в геологически сложных районах. В основном традиционные методы проектирования строятся на основе самой последней доступной информации. В этих методах анализ геометрии и схема сбора данных основаны на анализе общей средней точки (CMP) и не учитывают влияние перекрывающих пород или сложность цели, Эванс (1997). Тем не менее, они сами по себе не могут гарантировать качество данных из-за поверхностной и подповерхностной геологии и структурной сложности. В таких случаях интерпретаторы сейсморазведки жалуются на предельное качество суммирования, что в основном вызывает вопросы о том, виноват ли в этом процессор или проектировщику пришлось выбрать другой параметр. Дебаты можно смягчить с помощью моделирования сейсморазведки и оптимизации параметров. Надлежащий план 3D-сейсморазведки крайне важен для успеха любой программы разведки нефти или газа. В зависимости от геологической цели и цели сейсморазведки, заключающейся в обнаружении потенциальных структурных или стратиграфических ловушек, правильный план съемки должен определить наилучший способ выявления подземной цели. При сложных структурах задание параметров 3D сейсморазведки традиционными подходами не дает достаточных результатов; такие методы должны быть оптимизированы для использования различных методов моделирования, когда проектировщик сейсморазведки контролирует параметры и обработанные результаты в рекурсивной процедуре.

1.1. Ключевые параметры опроса

В обычных 3D-проектах дизайнер ограничен несколькими вариантами выбора основных параметров, которые будут использоваться. Каждый параметр сейсморазведки имеет свое назначение, и неправильная оценка одного параметра может резко ухудшить качество получаемого изображения. Вот некоторые из наиболее важных параметров береговой 3D-сейсморазведки:

1.1.1. Позиции выстрела и приёмника

Интервал источника (SI), интервал приемника (RI), интервал линии источника (SLI), интервал линии приемника (RLI) и пеленг линий приемника являются важными факторами при планировании сейсморазведки.

1.1.2. Свернуть

Трехмерная кратность – это количество средних точек, расположенных внутри ячейки, которые будут складываться (Cordsen et al, 2000). Надлежащим планом сейсморазведки является тот, который имеет равномерную кратность с желаемым значением относительно ограничений поверхности.

1.1.3. Апертура миграции

Апертура миграции стала более значимой при реализации алгоритма миграции до суммирования. Это может быть полезно для перемещения сейсмических событий в их правильное положение, а также для коллапса дифрагированной энергии. Для обеспечения адекватной миграции в нужную область изображения необходимо расширить границы съемки. Апертура миграции (MA) для трасс с нулевым смещением может быть записана как (Cordsen et al 2000):

где z — глубина, а θ — угол наклона целевого горизонта. Зона съемки не обязательно должна быть одинаково расширена во всех направлениях. Из-за соображений стоимости сейсмических работ и обработки 3D данных, таких как глубинная миграция до суммирования, необходимо тщательно выбирать ширину апертуры в продольном и поперечном направлениях. В то время как чрезмерно большая апертура излишне увеличивает эксплуатационные расходы, малая апертура может привести к плохому изображению и разрушению крутопадающих событий.

1.1.4. Параметры записи

Параметры записи в основном связаны с продолжительностью записи и частотой дискретизации. Длина записи должна быть отрегулирована до оптимального значения, чтобы избежать бесполезного увеличения продолжительности обследования. Частота выборки должна быть как можно меньше, чтобы предотвратить эффект алиасинга, учитывая стоимость опроса.

1.2. Сейсмическое моделирование

Сейсмическое моделирование включает несколько подходов. Среди них конечная разность, конечный элемент, спектральный элемент и метод трассировки лучей. Каждый метод, имеющий различные области применения, имеет определенные преимущества и недостатки. Конечно-разностное моделирование использует волновое уравнение и имеет дело со всеми видами волн, в основном отраженными, преобразованными, дифракционными и головными. Он воспроизводит эффект Земли, который наиболее близок к реальным событиям, хотя этот подход требует больших затрат компьютерного времени и памяти (Ivo et al 2002).Alaei и Peterson (2007) использовали акустическое конечно-разностное и геологическое моделирование для построения двумерного регионального разреза складчато-надвигового пояса Загрос (Иран). Трассировка лучей — важный способ быстрого и точного моделирования геологических структур. Принцип лучевой теории заключается в вычислении периодов времени прохождения и амплитуд на путях между источником и приемником. Этот метод используется в различных сейсмических приложениях, среди которых можно упомянуть планирование съемки, инверсию скорости, генерацию синтетических сейсмограмм, распространение волн и 4D-анализ (Vinje et al 1999, Lecomte et al. 2003 г., Laurain et al 2004 г., Ibrahim 2005 г.). Это целенаправленный прогресс, используемый в гладких моделях с высокой гибкостью и производительностью (Gjoystdal et al 2007). Вычислительная эффективность и возможность моделирования распространения волн являются двумя основными преимуществами метода трассировки лучей, что делает его еще более применимым к реальным сейсмическим данным. Рахими Далхани et al (2017) исследовал моделирование распространения волн методами конечных элементов и спектральных элементов. Они использовали поглощающие границы и идеально согласованные слои для оценки точности и эффективности каждого метода в частотной области.

В настоящее время моделирование съемки играет решающую роль в поиске оптимальных решений для сбора данных и построения изображений для конкретных геофизических задач. Преимущество использования моделирования заключается в том, что оно позволяет геофизикам тестировать различные сценарии и, следовательно, анализировать отрицательное и положительное влияние каждого параметра на качество сейсмических изображений. В конце концов, разработчик обследования может оптимизировать параметры, связанные с финансовыми и техническими ограничениями (Lines and Newrick 2004); соответственно, множество исследователей провели различные исследования по моделированию сейсморазведки до начала реальных работ. Suarez (2004) разработал три схемы трехмерной сейсморазведки (ортогональную, диагональную и кирпичную) в районе Macal. Для ортогональной геометрии был разработан бин размером 25 * 25 м 2 , общая кратность 35 с интервалами линии источника/приемника 450 и 500 м, соответственно, и максимальным удалением 4002 м. Некоторые из этих параметров различаются в других геометриях, например. интервал линии источника (225 м). В своей оценке он использовал моделирование трасс сейсмических лучей, чтобы обеспечить лучшее понимание объекта и оптимизировать параметры сбора данных в соответствии с целями съемки. При сравнении диагнозов по трассировке лучей для трех съемок была выбрана ортогональная геометрия из-за ее более низких эксплуатационных расходов. Oliveria et al (2009) определили два стандартных параметра 3D-съемки с косами длиной 5,7 и 8 км и одну съемку с большим удалением с удалением 16 км с использованием двух судов. Для первой категории были выбраны два источника с интервалом между выстрелами 25 м, а при съемке на большом удалении были выбраны четыре источника с интервалом между выстрелами 50 м в одном и том же направлении съемки. Они применили метод трассировки лучей для оценки различных параметров съемки и геометрии, чтобы интересующие подсолевые слои могли быть хорошо освещены. Мы использовали NORSAR и MESA для тестирования и анализа влияния различных параметров съемки на карты попаданий. Zuhlsdorff et al (2013) определил ключевые параметры съемки для вертикального сейсмического профилирования (ВСП) с использованием анализа освещенности. Они рассматривали выстрелы по спирали с расстоянием между выстрелами 50 м и пространством 200 м в рукавах спирали с максимальным удалением 5 км. Лучевой метод визуализации и анализа разрешения помогает им в планировании съемки и интерпретации примера трехмерного синтетического ВСП. Сейсмическое моделирование на основе лучей также использовалось для проверки окончательной интерпретации (Lecomte et al 2015). Махадева et al (2017) выбрали оптимальные параметры сейсморазведки, используя правильное освещение подповерхностной структуры Индийского бассейна.

При сейсмическом моделировании основные параметры съемки определяются с помощью исследований освещенности. Анализ подповерхностного освещения дает ценную информацию для понимания взаимосвязи между геометрией сбора данных на поверхности и углом подповерхности в интересующем горизонте. На рис. 1 показан простой способ создания карты освещения. Существенно, что для любой пары выстрел-приемник моделируется точка отражения на целевом горизонте. Разделив целевой горизонт на ячейки бинов, можно количественно определить количество общих точек отражения (CRP) и их свойства. Подсчет количества лучей в каждом бине CRP дает атрибуты кратности, смещения и азимута, которые связаны с CRP в цели, а не с CMP на поверхности. Xie et al (2006) обсудили анализ освещенности и различные измерения освещенности с разным уровнем детализации. На самом деле, количество точек отражения внутри целевой области является критерием качества изображения (Mirsa et al 2008).Правильная карта освещения может улучшить изображение за счет снижения затрат на повторную съемку. Lecomte et al (2009) использовали исследования освещенности на основе лучей для проверки разработанных сейсмических исследований для получения изображений подсолей. Сторк (2013 г.) представил множество методов анализа освещенности с использованием обратной временной миграции для отображения полученных данных.

Принцип построения карты освещенности. В каждой ячейке бина есть точка отражения, связанная с каждой парой выстрела и приемника. Количество обращений показывает количество освещения.

Читайте также: