Рейтинг@Mail.ru
Навигация

← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →

Журнал First Break – Январь 2014 – Выпуск 1 – Том 32 – Новости EAGE

Превращение шума в источник геологической информации: большой шаг вперёд? Совместный форум EAGE и SEG

Eric Verschuur из Дельфтского технологического университета рассказывает. Бытует мнение: то, что является шумом для геофизиков, может стать источником данных для других специалистов, но сегодня, похоже, оно уходит в прошлое. Различные компоненты сейсмограмм, которые рассматривались как шум, теперь всё чаще используются в качестве средства для построения изображения земных недр и определения коллекторских свойств. Традиционный шум, такой как поверхностные сейсмоволны, теперь инвертируется для определения свойств ВЧР. Многократно отражённые волны, которые были головной болью интерпретаторов, раньше выделялись и удалялись, а теперь всё чаще используются в процессе построения изображения. Даже сейсмические помехи теперь активно отслеживаются в качестве источника новых данных в одной из разновидностей сейсмосъёмки с синхронизированным источником. Кроме того, начинают использоваться пассивные сейсмические данные, которые раньше рассматривались как обычный шум.

Тенденция преобразования шума в данные, а, следовательно, — в источник информации, имеет длительную историю в геофизике и продолжает быстро развиваться. С 11 по 14 ноября в Лиссабоне (Португалия) прошёл совместный форум EAGE и SEG, посвящённый состоянию дел в области интерпретации «шума как сигнала» с привлечением специалистов из разных областей геофизики. В красивом историческом здании гостиницы Pestana Palace собрались около 50 человек из разных страны мира, представляющие разные области знаний, чтобы обсудить использование шума при съёмке с синхронизированными источниками, регистрацию пассивных сейсмических данных, визуализацию с подавление кратных волн и полноволновую инверсию. 80 процентов участников выступили с докладами. Между дискуссиями проходили живые наглядные презентации. Основная идея форума, которая отличала его от обычного семинара, заключалась в проведении открытых дискуссий. Для участия необходимо было представить краткие резюме докладов, заметки были сведены к минимуму. Более того, для стимулирования общения участников они рассаживались в случайном порядке, который каждый день менялся.

В первый день заседаний 12 ноября основной темой стали пассивные сейсмические данные и сейсмическая интерферометрия. Основной акцент в докладах делался на различных способах применения интерферометрии к пассивным сейсмическим данным в малом (при малоглубинных исследованиях) и крупном масштабах (сейсмология землетрясений). Одним из интересных наблюдений стал вывод о том, что целесообразность применения пассивных сейсмических данных для извлечения объёмных PP-волн с помощью интерферометрии остаётся под вопросом. Как правило, пассивные данные перекрываются волнами, которые распространяются почти горизонтально вдоль поверхности, а не событиями, которые происходят на большей глубине. Исключением могут быть только микросейсмические события, генерируемые в процессе добычи. Однако это делает пассивную интерферометрию вполне подходящей для получения информации о недрах посредством поверхностных сейсмоволн. Разные авторы показали, что с помощью интерферометрии энергии пассивных поверхностных сейсмоволн можно получить хорошую карту скоростей приповерхностных волн, что позволяет использовать подход на основе модели для коррекции, например при вычислении статических поправок при обработке S-волн. Такая инверсия скоростей может выполняться с помощью анализа свойств локальных поверхностных волн или томографических методов, основанных на вступлениях сейсмоволн, зарегистрированных наземными станциями.

Одним из интересных аспектов постоянной активной регистрации заключается в том, что благодаря фильтрации низких частот в активных измерениях мы получаем идеальные пассивные измерения низких частот (при условии, что генератор сейсмических колебаний не излучает низкие частоты), на основании которых могут быть получены скорости в ближней зоне. Как таковые, эти легко доступные пассивные измерения прекрасно дополняют активные сейсмические измерения.

Второй день форума был посвящён данным синхронизированных источников, в которых при использовании правильных алгоритмов интерференционные шумы должны преобразовываться в сигнал. Было показано, что при морской сейсморазведке съёмка с синхронизированными источниками даёт возможность осуществлять подстрел препятствий (например, в месте расположения платформы) или проводить съёмку со сверхдлинными выносами за счёт использования нескольких лодок с одним источником, что позволяет довольно хорошо удалять все перекрёстные помехи с помощью алгоритмов разъединения. Последнее особенно важно для сейсмического мониторинга, поскольку остаточные интерференционные шумы не должны заглушать реальный четырёхмерный сигнал. Описанный метод хорошо зарекомендовал себя при осуществлении конкретного проекта в Северном море. Однако в ходе дискуссий стало ясно, что полученные результаты по-прежнему с трудом поддаются выведению общих правил. Создаётся впечатление, что всех устраивает тот факт, что синхронизированные источники обеспечивают двукратное или трёхкратное перекрытие, но их многократная эффективность для подавления перекрёстных помех в процессе выделения пока не доказана. Более того, было также показано, что влияние волн-спутников при морских измерениях, которые, как принято думать, создают зоны неоднозначной сейсмической информации вокруг частот режекции, может быть полностью восстановлено, что даёт на выходе полную полосу частот. Это ещё одни способ преобразования шума в сигнал.

Помимо отстрела с синхронизированными источниками на практике мы часто сталкиваемся с проблемой шума от соседней съёмки. Для её решения было предложено согласовывать координаты и время проведения съёмок, чтобы можно было легче прогнозировать и выделять перекрёстные помехи.

Для наземных данных, где значения отношение сигнал-шум обычно выше, допускается большее наложение. Более того, благодаря большей гибкости наземной съёмки могут быть разработаны новые стратегии, такие как одновременное простреливание с различными выделенными полосами частот и оборудованием. Например, низкочастотное исследование может быть проведено с гораздо большей пространственной дискретизацией, что позволяет быстро охватить всю площадь.

Другим преимуществом постоянной регистрации с синхронизированными источниками было признано то, что длина сейсмограммы ОПВ становится параметром обработки, который можно выбирать по своему усмотрению. В результате такие измерения становятся привлекательными для построения изображений глубокозалегающих объектов, поскольку граница Мохоровича будет обнаруживаться при любой расстановке такого рода съёмки.

Последний день форума был посвящён построению изображения и шуму. Во-первых, был сделан акцент на дифракции при построении изображений отдельно от зеркальных отражений. Хотя все признают тот факт, что дифракции являются частью физического отклика среды, а значит, могут быть правильно обработаны с помощью алгоритмов построения изображения, их отдельная обработка позволяет получить больше информации. С помощью специальных алгоритмов отделения изображение дифракций обеспечивает высокоразрешённую информацию, которая, как правило, скрыта в сейсмических изображениях. В качестве доказательства можно привести тот факт, что дифракционное изображение позволило увидеть гораздо больше пространственных деталей в традиционном мигрированном кубе, чем результаты широко распространённых фильтров синфазных помех. Именно поэтому они позволяют интерпретаторам так хорошо выявлять мельчайшие детали, такие как трещины, разломы и каналы.

За последние годы были достигнуты большие успехи в области использования всех типов кратноотражённых волн, поверхностных и внутренних, для построения изображения. Здесь мы можем сделать особый акцент на применении кратных отражений от поверхности при визуализации путём перехода к различным формам импульса падающей волны в обычном процессе миграции. Вместо использования в качестве нисходящей волны оригинального импульса источника мы должны взять в качестве поля падающего излучения полностью отражённый импульс на поверхности, после чего все кратные отражения от поверхности автоматически переносятся. Однако для обработки этих сложных волновых полей требуются условия визуализации инверсионного типа, кроме того, необходимо задать дополнительные ограничения разрежённости матрицы для пространства отображения. Было сделано несколько важных замечаний о визуализации кратных отражений от поверхности, которые могут содержать ограниченные углы падения по сравнению с изображениями первичных волн. Тем не менее они обладают преимуществами по сравнению с первичными изображениями благодаря увеличенной площади освещения.

Если продвинуться вперёд ещё на один шаг, широкополосная полноволновая инверсия позволяет одновременно обрабатывать все виды сейсмических данных (поверхностные волны, однократные отражённые волны, кратные волны, преломлённые и обменные волны). Результатом такой обработки является высокоразврешённый скоростной и плотностный разрез подземного пласта. Тем не менее, для решения проблемы нелинейной инверсии в нужном диапазоне частот широкополосных данных требуются большие вычислительные мощности.

И, наконец, был представлен новый подход к визуализации с помощью так называемой инверсии Марченко, которая позволяет с помощью процедуры автофокусировки полностью восстанавливать волновые поля восходящих и падающих волн, включая все кратные волны, без знания скоростной модели.

В ближайшем будущем нас определённо ждёт всё более широкое использование кратных волн — поверхностных и внутренних — в процедурах визуализации, а это значит, что алгоритмы удаления кратных волн могут выйти из употребления. Тем не мене алгоритмы выделения первичных и кратных волн будут продолжать играть важную роль в повышении контролируемости процесса визуализации.

Подводя итоги форума, можно сказать, что использование в качестве сигнала того, что раньше считалось шумом, становится широко распространённой стратегией, которая непременно обеспечит дополнительные преимущества в будущем. Кроме того, некоторые средства сейсмической съёмки могут претерпеть изменения для регистрации всей полноты имеющейся информации. И, наконец, мы надеемся через пару лет снова провести такого рода мероприятие, чтобы обсудить прогресс, достигнутый в этой области, и убедиться, что в ближайшем будущем появится ещё больше способов преобразования шума в геологическую информацию.

Благодарим организационный комитет форума в составе Craig J. Beasley (WesternGeco), Panos G. Kelamis (Saudi Aramco), Dave Monk (Apache Corporation), Ramesh (Neelsh) Neelamani (ExxonMobil), Alexander Mihai Popovici (Z-Terra Inc), Walter Rietveld (BP), и Eric Verschuur из Дельфтского технологического университета.




← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →















Яндекс цитирования
Журнал First Break и материалы всех мероприятий EAGE направляются на индексацию в систему Scopus.
Журналы Basin Research, Geophysical Prospecting, Near Surface Geophysics и Petroleum Geoscience направляются на индексацию в системы Scopus и Web of Science.