|
УДК 550.834 |
Обработка данных регулярных пространственных систем наблюдений методом вращаемых профилей
В. А. МИЛАШИН, Д. М. ХИТРОВ (ЦГЭ Миннефтепрома)
В последнее время при проведении сейсморазведочных работ на нефть и газ наметился переход к пространственным системам наблюдений (регулярным и произвольным). Согласно отечественному и зарубежному опыту, регулярные системы состоят из совокупности прямолинейных профилей МОГТ, полученных с определенной кратностью и небольшим шагом между профилями (например, 50 м). Обработка материалов по каждому профилю ведется по стандартному графу независимо друг от друга, и только на этапе площадной коррекции статических поправок обрабатываются одновременно данные по нескольким рядом лежащим профилям.
Далее применяется процедура трехмерной миграции по всему пространственному массиву данных, причем она может быть заменена на две двумерные в ортогональных направлениях (если эта замена правомерна исходя из сейсмогеологических условий). После осуществления трехмерной миграции получают горизонтальные разрезы (слайсы) с определенным шагом по оси времен. В целом получение пространственного массива сейсмических данных и последующая обработка - сложная и трудоемкая задача.
Рассмотрим способы обработки данных регулярных пространственных систем наблюдений, ключевой процедурой которых является метод вращаемых профилей (МВП), позволяющие значительно снизить затраты на обработку, а при благоприятных сейсмогеологических условиях и на проведение полевых работ за счет уменьшения кратности накапливания на линейных профилях.
Сущность МВП заключается в том, что временной разрез формируется из пространственного массива сейсмических данных, по падению отражающих границ, если нет азимутального несогласия, или, в противном случае, по падению одного из представляющих интерес структурных этажей. При этом композиции сейсмических трасс с целью построения временного разреза формируются при помощи площадных баз в виде прямоугольника со стороной, например, 25 м по линии временного разреза и 400 м - в ортогональном направлении. Если направления временного разреза и падения отражающей границы совпадают, то площадные базы своей длинной стороной ориентируются вдоль линии простирания и суммирование происходит практически без временных задержек Dt0, связанных с углом наклона отражающей границы, т. е. оптимальным образом. Чтобы строить временной разрез по падению, необходимо определить падение конкретных отражающих границ при помощи трехмерных спектров скоростей, углов и азимутов падений, используя распределенные дискретно по площади отдельные композиции сейсмических трасс, сформированные при помощи круговых баз.
Если падение отражающих границ практически не меняется в пределах изучаемой площади, можно построить серию параллельных временных разрезов МВП с небольшим расстоянием между ними (50 м). Поскольку размер площадной базы в ортогональном направлении к линии временного разреза гораздо больше расстояния между временными разрезами, последние строятся со значительным перекрытием по площади. В этом случае достаточно выполнить коррекцию статических поправок отдельно по каждому временному разрезу, и надобность в площадной их коррекции, затраты машинного времени на которую сравнимы с затратами на трехмерную миграцию, отпадает. Следующим экономическим преимуществом данного подхода к обработке по сравнению со стандартным является то, что вместо трехмерной миграции выполняется линейная по временным разрезам, и этого достаточно для учета пространственного сейсмического сноса, так как временные разрезы построены по падению отражающих границ. Следует также отметить, что в отечественной практике пока отсутствуют кондиционные программы трехмерной миграции и площадной коррекции статических поправок, а имеющиеся в геофизических организациях ЭВМ не позволяют реализовывать данные процедуры.
Предлагаемая методика обработки опробовалась на материале треста Краснодарнефтегеофизика, полученном на территории Тамани (район характеризуется развитием диапировой тектоники). На площади 11 км2 было расположено 8 линий источников и 14 линий приемников с расстоянием между линиями соответственно 220 и 110 м. Линии источников размещались между линиями приемников. Использовалась 96-канальная станция, причем с одной линии источников отрабатывались по две линии приемников (на каждой по 48 каналов), расположенных по обе стороны от линии источников. В результате отработки площади было получено регулярное поле средних точек с шагами по осям х и у соответственно 25 и 55 м. Кратность в каждой точке составляла 12.
При помощи трехмерных спектров скоростей, углов и азимутов падения было определено падение всех отражающих границ, которое оказалось одинаковым во всем временном интервале или отличалось на 180°, что для МВП не имеет значения, и не совпадало с направлением полевых профилей.
При обработке по МВП суммирование велось в базе 25X400 м. При этом средняя кратность при получении трасс временных разрезов составила 80. На рис. 1 приводятся временные разрезы МОГТ, полученные по одному из полевых профилей (см. рис. 1, а), и МВП (см. рис. 1, б). Очевидно, что разрез МВП обладает более высоким соотношением сигнал-помеха и лучшей прослеживаемостью отражающих границ во всем временном интервале, особенно на временах 3,5 с и более. Это связано с большей кратностью и направленностью суммирования за счет ориентации линии временного разреза по направлению падения отражающих границ.
Поскольку определенные при помощи трехмерных спектров падения отражающих границ оказались практически одинаковыми в пределах изучаемой площади, была получена серия параллельных временных разрезов МВП, по ним выполнена линейная миграция и построены горизонтальные разрезы. На рис. 2 приводится пример совместной визуализации вертикального разреза (после миграции) с тремя горизонтальными разрезами, полученными на соответствующих временах.
Горизонтальные разрезы были построены на базе 80-кратных вертикальных временных разрезов МВП. Рассмотренная выше система наблюдений для построения горизонтальных разрезов предполагала 12-кратные временные разрезы МОГТ в рамках стандартной методики.
Покажем, что благодаря применению МВП можно снизить кратность накапливания при обработке данной системы в поле, получая временные разрезы, не уступающие по качеству 12-кратным разрезам МОГТ. С этой целью была выполнена имитация 2-, 4- и 6-кратных систем наблюдений. Средняя кратность при получении трасс временных разрезов составила соответственно 14, 25 и 38.
На рис. 3 показаны значения соотношения сигнал-помеха и когерентности, определенные по временным разрезам МВП с различной кратностью и по временному разрезу МОГТ (пятая пара точек на графиках) для отражений в области междиапировой мульды (пунктирная линия) и на склоне диапира в левой части разрезов (непрерывная линия). Значения данных параметров, определенных по разрезу МОГТ, находятся в области величин, определенных по временному разрезу, полученному по 4-кратной системе. Это подтверждается и визуальной оценкой (рис. 1, в сравним с рис. 1, а).
Худшее качество временного разреза, полученного по 2-кратным системам, объясняется тем, что для данной системы наблюдений спектр удалений описывается лишь двумя узлами, в каждом из которых сосредоточено по 6-7 точек на годографе. Если бы система наблюдений была спроектирована таким образом, что для каждой подборки трасс спектр удалений был бы равномерным, то качество временного разреза МВП, полученного по 2-кратной системе, было бы на уровне, а по 4-кратной системе - выше 12-кратного временного разреза МОГТ.
Итак, при реализации пространственной сейсморазведки в благоприятных сейсмогеологических условиях (нет резкого азимутального несогласия границ и их простирание выдержано по площади) применение нестандартных способов обработки позволяет повысить качество получаемого конечного результата, уменьшить стоимость обработки, а также снизить затраты на проведение полевых работ.
Рис. 1. временные разрезы МОГТ (а) и МВП для 12-кратной (б) и 4-кратной (в) систем
Рис. 2. Совместная визуализация вертикальных и горизонтальных разрезов, совмещенных по общим линиям
Рис. 3. Зависимость соотношения сигнал / помеха и когерентности от кратности системы
