Курс лекций

Расширение возможностей обработки результатов сейсмических наблюдений за счёт использования процедуры продолжения волнового поля

Лектор: Михаил Сергеевич Денисов (д.ф.-м.н.)

Продолжительность: 4 часа

Тематика: геофизика

Уровень сложности: средний

Краткое описание курса

Процедуры прямого и обращённого продолжения волнового поля позволяют существенно расширить возможности традиционных подходов к обработке материалов сейсморазведки. В сложных сейсмо-геологических условиях решение таких задач, как прогнозирование кратных волн, коррекция неоднородности верхней части разреза, построение глубинно-скоростной модели среды, миграция и т.п. требует привлечения волновых продолжений. В лекции даётся теоретическое обоснование алгоритмов, а также приводятся многочисленные примеры обработки модельных и реальных данных, подтверждающие их эффективность.

Описание

Традиционные методы обработки материалов сейсморазведки уверенно применяются и, как правило, приводят к получению достаточно надёжных результатов при исследовании сред, описываемых относительно простыми моделями. В сложных сейсмо-геологических условиях их эффективность может заметно снижаться. Наличие глубинных границ повышенной контрастности, а также существенная кривизна отражающих горизонтов обусловливают усложнение кинематических и динамических характеристик сейсмических волн, что затрудняет параметризацию волнового поля и делает применение многих алгоритмов обработки либо неточным, либо невозможным. В лекции демонстрируется, что значительная часть таких проблем может быть устранена при помощи использования процедур обратного и прямого продолжения волнового поля.

Одним из приложений, где целесообразно прибегать к процедуре обращённого продолжения, является коррекция сейсмограмм за искажающее влияние верхней части разреза (ВЧР). Традиционным подходом к решению задачи является расчёт и ввод статических поправок, когда для каждой трассы используется постоянный сдвиг. Такой приём оказывается корректным, если ход луча в приповерхностном слое вертикален, что реализуется лишь в случае близкой к нулю скорости распространения волны. Поэтому целесообразно применять коррекцию за ВЧР, привлекающую продолжение поля с дневной поверхности на глубинный уровень приведения.

Демонстрируется геофизическая эффективность процедуры замещения слоя, которая подразумевает обращённое продолжение поля на подошву ВЧР с последующим преобразованием исходных данных к новому уровню возбуждения и регистрации.

Подавление многократно отражённых волн-помех в сложнопостроенных средах эффективно реализуется с привлечением алгоритмов прямого продолжения поля. Затем спрогнозированное поле адаптивной вычитается из исходных сейсмограмм.

Построение глубинно-скоростной модели среды базируется на предварительном скоростном анализе отражённых волн. Луч отражённой волны претерпевает преломление на промежуточных границах, и это усложняет форму годографа. В таких ситуациях процедура обращённого продолжения призвана упростить форму годографа отражённой волны и сделать её гиперболической.

В процессе сейсмической миграции, при трассировке луча через вышележащие слои необходимо учитывать преломления в сложнопостроенной среде. В результате могут получаться операторы, малопригодные для использования в процессе миграции: годограф «дифрагированной волны» содержит точки самопересечения, микропетли и т.п., а динамика сигнала оценивается неустойчиво. В таких случаях рекомендуется производить глубинные построения как минимум в два этапа. На первом этапе мигрируется ВЧР и нижележащие горизонты. Затем текущий уровень выбирается в виде уровня приведения, на который «погружаются» исходные сейсмограммы. Процесс миграции продолжается вниз от этого уровня, обрабатываются «погруженные» сейсмограммы. Оператор миграции упрощается, делая глубинные построения более достоверными.

Приводятся результаты обработки модельных и реальных данных.

Цели курса

По окончании курса слушатели будут ориентироваться в методах прямых и обращённых продолжений сейсмических волновых полей и круге задач, которые уверенно решаются с привлечением таких подходов. Будет показано, как в сложнопостроенных средах улучшить работоспособность традиционных методик обработки данных и добиться более достоверных результатов. Приводятся методические рекомендации по применению соответствующих процедур. Изложение сопровождается демонстрацией результатов обработки, полученных на модельных и реальных сейсмограммах.

Краткое содержание

1. Исторический аспект. Геофизическая и математическая постановки задачи.

2. Теоретические основы продолжения волнового поля.

3. Коррекция за влияние ВЧР.

4. Замещение слоя.

5. Подавление многократных волн.

6. Построение глубинно-скоростной модели среды.

7. Построение глубинного мигрированного разреза.

8. Коррекция уровня приведения.

Кому адресован этот курс

Курс адресован геофизикам, интересующимся вопросами обработки сейсмических данных.

Необходимая начальная подготовка

Базовые представления о сейсмической разведке и способах обработки результатов наблюдений.

О лекторе

Денисов Михаил Сергеевич — директор по науке ООО ГЕОЛАБ (компания-резидент фонда Сколково). Доктор физико-математических наук. Член Редакционных коллегий журналов «Геофизика» и «Технологии сейсморазведки», входящих в перечень ВАК ведущих российских периодических научных изданий. В 1993 году окончил Московский инженерно-физический институт (МИФИ) по специальности Физика высоких энергий, но в этом же году начал трудовую деятельность в должности геофизика-исследователя в Центральной Геофизической Экспедиции (ЦГЭ). В период работы в компаниях Геотехсистем и ГЕОПРАЙМ (группа компаний «ИНТЕГРА») участвовал в разработке алгоритмов, реализованных в отечественных программных продуктах VELINK и PRIME, предназначенных для обработки и интерпретации результатов сейсмических наблюдений 2D и 3D. В 1994 году защитил диссертацию на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. Тема работы — оригинальные алгоритмы фильтрации, деконволюции и спектрального оценивания. В 2006 году защитил диссертацию на соискание учёной степени доктора физико-математических наук. Тема работы — продолжение сейсмических волновых полей и устойчивые способы подавления помех в сейсморазведке. Имеет более 80 научных публикаций, посвящённых вопросам, связанным с изучением алгоритмов обработки данных геофизических наблюдений, и их использованию на практике. Обладает большим практическим опытом обработки сейсмических данных со всех регионов мира.