Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Комбинирование квазипродольных отраженных и рефрагированных сейсмических волн для оценивания анизотропных параметров геологической среды

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Комбинирование квазипродольных отраженных и рефрагированных сейсмических волн для оценивания анизотропных параметров геологической среды"

САНК'1 -ПЕIЕРБУРГСКИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

»^т »« г—Ч

ООЗОВЭ78Э

На правах рукописи

БЫКОВ КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ

КОМБИНИРОВАНИЕ КВАЗИПРОДОЛЬНЫХ ОТРАЖЕННЫХ И РЕФРАГИРОВАННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН ДЛЯ ОЦЕНИВАНИЯ АНИЗОТРОПНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

Специальность 25 00 10 - ГЕОФИЗИКА, ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОИСКОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 2007 г

003069789

Работа выполнена на кафедре физики Земли Санкт-Петербургского государственного университета

Научный руь оводитель доктор физико-математических наук Троян Владимир Николаевич

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук Киселев Алексей Прохорович

кандидат физико-математических на>к Рослов Юрий Викторович

Ведущая opiапизация Санкт-Пехербургский государственный горный институт (Технический Университет)

Защита состоится & 31 » мая 2007 г в 15 часов на заседании Диссертационного совета Д 212 232 19 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу 199034, СПб , Университетская набережная, 7/9, Геологический факультет (здание бывшего НИФИ), а>д 347

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им M Горького в СПбГУ

Автореферат разослан «_»_2007 г

Ученый секретарь

диссертационно! о совета

В А Шашканов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящее время перед геофизическим сообществом стоят задачи разработки методов поиска месторождений углеводородов в регионах, обладающих сложной геологической структурой, а также задачи разработки более детальных методов мониторинга состояний месторождений, на которых уже производится добыча полезных ископаемых При обра^ ботке материалов сейсморазведки, полученных при регистрации многокомпонентных данных, или полученных в схеме наблюдения с большим удалением источника возбуждения от приемников, становится очевидной необходимость учета анизотропных свойств реальной геологической среды Если математическая модель геологической среды не включает в себя параметры анизотропии, то при построении глубинных и временных сейсмических разрезов структурные элементы (границы раздела геологических напластований, зоны сброса и пр ) могут либо оказаться не верно позиционированы, либо вовсе не отобразиться Это, в свою очередь, может исказить результаты последующей геологической интерпретации и привести к ошибкам в определении местоположения, геометрии и запасов месторождения На сегодняшний день в сейсморазведке углеводородов наибольшее внимание уделяется пяти типам математических моделей, учитывающим анизотропные свойства реальной геологической среды изотропия, трансверсальная изотропия с вертикальной осью симметрии, трансверсальная изотропия с наклонной осью симметрии, азимутальная анизотропия, орторомбическая анизотропия

Для оценивания параметров анизотропных моделей геологических сред, в основном, прибегают к комбинированию данных различного типа Например комбинируют данные отраженных рр-волн и обменных ps-волн, комбинируют данные наземной и скважинной сейсморазведки, комбинируют данные времен прихода и поляризации волн и тд Либо, оценивают эффективную анизотропию при введении кинематических поправок при обработке данных метода oiраженных волн (MOB) Также используют и другие методы, H£t-пример комбинирование перекрестных систем наблюдений в методе преломленных волн (МПВ) позволяет, используя головные волны, оценивать некоторые параметры азимутальной анизотропии, комбинирование данных МПВ и MOB (головные и отраженные водны) позволяет оценивать различие в скоростях распространения сейсмических волн вдоль и

вкрест геологических напластований и таким образом оценивать квазианизогропию скоростей

В регионах, характеризующихся сложной геологической структурой, выделение на сейсмограммах регулярных отраженных и головных волн затруднено Поэтому оценивание параметров такой среды в рамках слоисто-блочной модели оказывается неэффективным В этом случае предпочтительней использование кусочно-неоднородной модели с плавным изменением параметров по вертикали и латерали В таких моделях вместо головных волн в МПВ рассматривают рефрагироваяные волны

Оценивание параметров кусочно-неоднородной модели удобно проводить методами сейсмической лучевой томографии Интерес к томографическим методам оценивания параметров модели обусловлен тем, что геологическая среда, покрывающая сейсмический горизонт, может содержать различные локальные неоднородности — нефтяные, газовые и рудные залежи, талики в мерзлых породах и мерзлые породы в таликах, карстовые полости в известняках, артезианские бассейны, литологические неоднородности локализованные по латерали и пр При этом поверхность этих объектов ввиду относительно небольшой горизонтальной протяженности, крутых падений и разрывов часто не может служить сейсмическим горизонтом, с которым связываются регулярно прослеживаемые отраженные или преломленные (головные) волны Для изучения локальных неоднородносгей можно использовать проходящие через них регулярные волны, отраженные или преломленные на границах, расположенных ниже изучаемых объектов Возможность использования просвечивания проходящими волнами для поисков залежей нефти и газа, связана с изменениями свойств пород при их нефтегазонасьпценности понижением плотности на 0 10 — 0 25г/см3, уменьшением скорости распространения сейсмических волн до 25%, повышением коэффициента поглощения энергии волн в области залежи и др

Цель работы

Целью данной работы является исследование возможности комбинирования данных времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн, зарегистрированных на дневной поверхности, для оценивания параметров Томсена одномерных и двумерных кусочно-неоднородных трансверсально-изотропных моделей сред с вертикальной осью симметрии методом сейсмической лучевой томографии

Научная новизна работы

Предлагаемый в данной работе, метод оценивания параметров Томсена одномерных и двумерных кусочно-неоднородных трансверсально-изотропньгх моделей сред с вертикальной осью симметрии, основывается на том, что энергия отраженных рр-волн распространяется, в основном, вертикально, в то время как энергия рефрагировднных р-волн распространяется более горизонтально и может быть зарегистрирована на больших удалениях приемника от источника Указанные волны распространяются через исстедуемую среду в разных направлениях (Рис 1), поэтому их комбинирование в схеме лучевой томо!рафии, может принести больше информации об анизотропных свойствах среды, нежечи в случае их независимой и раздельной обрабохки

Рис 1 Синтетическая сейсмограмма ОПВ (а), схема распространения лучей отраженных рр-волн и рефрагированлых р-волн (б)

Практическая ценность

Определение скоростной модели, которая наиботее точно описывает реальную геочогиче-скую среду, особенно важно для проведения процедур миграции Если анизотропия среды не учитывается в скоростной модели, то при построении глубинных и временных сейсмических разрезов структурные эпементы (границы раздела геологических напластований, зоны сброса и пр ) могу 1 либо оказался неверно позиционированы, либо попсе не оюбра-зиться

В работе предложен метод оценивания параметров Томсена одномерных и двумерных кусочно-неоднородных трансверсально-изотропных моделей сред с вертикальной осью симметрии методом сейсмической лучевой томографии, использующий в качестве исходных данных комбинацию времен прихода отраженных рр-волн и первых вступлений рефраги-рованных р-волн, зарегистрированных на дневной поверхности

Метод реализован в виде пакета программ, которые могут применяться для решения исследовательских и практических задач

Апробация работы

Основные результаты исследований, представленных в работе, докладывались на следующих конференциях VI международная научно-практическая конференция ГЕОМОДЕЛЬ-2004 (гГеленжик, 2004), 5"1 Internationa] Conference «Problems of Geocosmos» (St Petersburg, Russia, 2004), 67th EAGE Conference and Exhibition (Madrid, Spam, 2005), 68th EAGE Conference and Exhibition (Vienna, Austria, 2006), 76th SEG Annual Conference and Exhibition (New Orleans, USA, 2006), EAGE & SPE Saint-Petersburg Conference 2006 (Samt-Petersburg, Russia, 2006)

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 работ (3 статьи и 6 публикаций в виде тезисов докладов)

Б лагод арности

Работа выполнена на кафедре Физики Земли ПИИ Физики Санкт-Петербургского государственного университета Автор выражает благодарность научному руководителю Владимиру Николаевичу Трояну, а также Юрию Васильевичу Киселеву, Борису Марковичу Каштану и Гэрве Чаурису (Herve Chauns) за советы, постоянное внимание к работе и плодотворное обсуждение результатов А также выражает благодарность предприятию ФГУНПП "СЕВМОРГЕО" за предоставленный материал реального полевого эксперимента Данная работа была выполнена при финансовой поддержке гранта CRDF (RG0-1318(7)), гранта РФФИ (05-05-65301), гранта президента РФ по ведущей научной школе (НШ-8667 2006 5)

Защищаемые положения

1 Разработан и реализован в виде пакета программ оригинальный алгоритм лучевой сейсмической томографии, использующий в качестве исходных данных комбинацию времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн

2 Алгоритм опробован при численном моделировании задач оценивания параметров Томсена Уро, е, <5 и глубин отражающих границ в одномерных и двумерных кусочно-неоднородных трансверсально-изотропных моделях сейсмических сред с вертикальной осью симметрии Показано, что при комбинировании данных времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн улучшается разрешающая способность и восстанавливаются параметры г>ро, е

3 По реальным данным сейсморазведки построены оценки параметров , е Показано, что именно комбинирование отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн позволяет получить оценки параметров, согласующиеся с априорными представлениями о геологическом строении исследуемой среды Полученные оценки показывают наличие обширной анизотропной зоны в исследуемой среде

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы Диссертация изложена на 128 страницах, включая 30 рисунков и список литературы из 69 наименований

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования Кратко изложены структура и содержание работы, дается характеристика научной новизны и практической ценности полученных результатов

В главе 1 приводятся теоретические основы диссертационного исследования

Предлагаемый в данной работе метод оценивания параметров Томсена, разработан, в основном, с использованием результатов работ посвященных изучению анизотропии реальных геологических сред (ТЬотчеп, 1986), лучевому методу расчета полей волн в ани-

зотропных упругих средах (Петрантень, 1981), методу возмущений для уравнений геометрической ссйсмики (Farra, 1989), томографическим методам оценивания параметров геологических сред (Яновская, 1983, Рыжиков, 198С, Троян, 2000)

В §1 1 описываются анизотропные модели геологических сред, наиболее часто встречающиеся при сейсморазведке углеводородов Также приводится опредеченне параметров Томсепа, использующихся в данной работе для описания трапсверсалыго-изотропных моделей сред с вертикальной осыо симметрии (ТИВ) Параметры Томсена находятся из матрицы упругих параметров среды Сч (г,] — 1, ,6) с помощью простых алгебраических равенов

где р — плотность, г'^о соответствует скорости распространения продольных волн в вертикальном направлении, — екороС1И распросфанения поперечных волн в вер1икалыюм Направлении, е и 7 — относительной разности скоростей распространения в вертикальном н горизонтальном направлениях для продольных и поперечных волн соответственно В изотропных моделях параметры £ = <5 = 7 = 0

В § 2 2 приводится классификация и обзор методов решения обратных задач геофизики В §1 3 подробно описывается, разработанный в диссертации, метод сейсмической лучевой томографии, основные почожения которого сводятся к следующим пунктам

1 Параметризация модели среды осуществляется заданием значений параметров Томсена в узлах двумерной регулярной сетки Между узлами их значения интерполируются двумерными кубическими В-сплайиами

«ХьХ3)= £ К^ФтЫШъ), (2)

ГП П = 1

где £ обозначает е <5 7, К™" — коэффициент двумерного кубического В-сппай-

на Фш(х[) и Ф„(а;з) — одномерные кубические В-сплайны

2 Почожения отражающих границ задаются одномерными В-сплайнами Границы соответствуют скачкообразному изменению плотности в модели среды, параметры Томсена при переходе через границу изменяются плавно

(1)

<5 =

2Сзз ' ^ 2Сц

(Ci3 + С44)2 — (С33 — С44)2 2Сзз(Сзз — С44)

3 Процедура томографии основана на методе наименьших квадратов Оценочная функция, состоит из квадрата невязки экспериментальных Т* и рассчитанных Т^) времен прихода волн при заданном значении вектора параметров модели V/

А^) = (Т--Т(Ч,)У(Т'~Т(Ч,)) (3)

Оценочная функция линеаризуется в окрестности априорно заданного вектора тео, в нее добавляется слагаемое учитывающее норму гладкости искомой модели, после этого минимизация оценочной функции

J(w) « (А+ - 2(Ь!Л)Д\\? + Ь'Ь) , (4)

где введены обозначения

ЯГГ

(5)

дТ

Ь = Т,-Т('№о), Дуу = \у-'№о, А= —

«о

осуществляется методом квадратичного программирования Матрица В описывает линейные связи между компонентами вектора Дч/, а коэффициент а — коэффициент регуляризации

4 Процедура томографии учитывает априорные ограничения типа равенств и неравенств, накладываемые на оцениваемые параметры модели

5 При минимизации оценочной функции используется принцип переменной гладкости искомого решения

6 Времена прихода сейсмических волн вычисляются методом лучевого трассирования, основанного на численном решении задачи Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений

7 Производные от времен хода луча по параметрам модели (производные Фреше) вычисляются методом возмущений одновременно с лучевым трассированием

—Г - <«■ - 1,2,3), (6)

где Ачи — тензор упругих параметров модели, — параметр Томсена г^, из0, е, <5, -у, заданный в узле {тп,п) двумерной пространственной сетки Компоненты векторов рефракции и амплитуды д3,дь вычисляются при построении луча, а частная

производная находится аналитически

8 Из точки, соответствующей положению источника, выстреливается равномерный веер лучей Результаты трассирования лучей (времена прихода и производные Фреше) интерполируются в точные положения приемников

9 В качестве информации о временах прихода рефрагированных р-вопн используются данные времен первых вступлений

10 Параметры Томсена оцениваются совместно

11 Комбинирование времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-вопн осуществляется суммированием отвечающих им оценочных функций и производится с первого шага итерационной процедуры томографии

Глава 2 включает в себя пять параграфов, в которых приводятся результаты численных экспериментов применения метода сейсмической лучевой томографии для оценивания параметров Томсена vpo, £, <5 в различных сейсмических моделях геологической среды В экспериментах сравниваются оценки, полученные при использовании в качестве исходных данных времен прихода либо только отраженных рр-волн, либо только рефрагированных р-волн, либо их комбинации Каждый параграф посвящен одной определенной модели При переходе от параграфа к параграфу модель последовательно изменяется за счет усложнения структуры, увеличения размерности и учета анизотропии Поскольку в данной работе не рассматриваются поперечные и обменные волны, то параметры Томсена и,о и 7 полагаются равными v¡,0 — Vpo/2, 7 = 0 и не оцениваются

В дополнение к пяти параграфам, описывающим эксперименты по оцениванию пара^ метров, в §2 1, на основе рассмотрения нескольких сейсмических моделей геологических сред и соответствующих им синтетических сейсмограмм, демонстрируется правомерность интерпретации кинематики первых вступлений на сейсмограммах ОПВ рефрагирован-ными р-волнами Также в §2 1 описывается предварительная обработка синтетических данных времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн перед их использованием в качестве экспериментальных данных

В §2 2 рассматривается одномерная ТИВ модель Параметры v^o и е, монотонно возрастают с глубиной, и поэтому годограф времен прихода рефрагированных р-волн не содержит зон неоднозначности и тени Помимо параметров Vpo и £ в эксперименте также оцениваются положения отражающих границ

В §2 3 также рассматривается одномерная ТИВ модель, но параметр i'po возрастает с глубиной немонотонно (глубинный профиль содержит 3 зоны с постоянным значением параметра), вследствие этого на годографе рефрагированных р-волн присутствуют зоны неоднозначности и тени Помимо параметров vp0 и е в эксперименте также оцениваются положения отражающих границ

В §2 4 рассматривается двумерная изотропная модель Схема наблюдения содержит несколько источников возбуждения сейсмических волн, это обеспечивает множественность перекрытия исследуемой среды лучевыми траекториями Модельное значение и начальное приближение параметра Vpo имеют одинаковое гладкое опорное пространственное распределение и различаются лишь малым периодическим возмущением Исследуется зависимость разрешающей способности метода при оценивании периодического возмущения параметра vI/a с использованием разных типов волн (Рис 2)

В §2 5 рассматривается двумерная ТИВ модель Но аналогии с предыдущим параграфом, модельные значения и начальные приближение параметров v^, е и <5 имеют одинаковые гладкие опорные распределения параметров и различаются лишь малым возмущением Как в предыдущем параграфе, здесь исследуется зависимость разрешающей способности метода от используемых типов волн и от апертуры их наблюдения

В §2 6 рассматривается двумерная ТИВ модель В отличии от предыдущего параграфа, здесь, начальное приближение оцениваемых параметров и^о, е и S существенно отличается от их модельных значений Помимо сравнения результатов оценивания параметров, полученных при использовании времен прихода волн разного типа (Рис 3), в эксперименте, также, исследуется зависимость разрешающей способности метода от величины случайного шума в исходных данных

Я

г ■

» * ! О | Н #0 01 '

$ § Й.1 * И Я

Щ М |

З.О

Рис. 2. График х §2,4. Невязка между модельным значением параметра г^о и его начальным приближением (и). Оценки невязки параметра Чро, полученная при использовании в качестве исходных данных времен прихода только отраженных рр-волн (б), только рофрагнрованных |>волн (в) ч их комбинации (?). Лучи отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн (д).

06

г<и»*>

08

Нал)

Ур^км-с]

0

ог-

о*----

о.г-

¿<км>

3 0 3 08

(-аг

•05

(а)

06

(б)».;

Ой-

(В)м 0.«

I

8.5

о! о.г ■

ПЙ (а)»..:

I

( 5 6

1-----------

(н

■ гиф Х(*ч> г

(6М

(в)"

¡■о г о з

-04

«а

Рис. 3. График к it2.fi Модельные (верхний ряд) значения параметров и,*) (левый столбец), г {центральный столбец) н (5 (правый столбец), и их оценки полученные методом сейсмической лучевой томографии при использовании я качестве исходных данных времен прихода отраженных рр-волн (а) рефрагированных р-водн (6) их комбинации (в).

В главе 3 описывается рез}льтат применения разработанного метода сейсмической лучевой томографии, использующего времена прихода отраженных рр-волн и рефрагирован-ных р-волн, для оценивания параметров Томсена Урс, и е реальной геологической среды Материал реального полевого эксперимента был предоставлен предприятием ФГУНПП "СЕВМОРГЕО" и представляет собой оцененные времена прихода отраженных рр-волн и первых вступлений, зарегистрированных при наземной схеме наблюдения в районе Западной Сибири

В заключении приводятся основные результаты, полученные в диссертации

1 Разработал и реализован в виде программы итерационный алгоритм сейсмической лучевой томографии, использующий комбинирование данных времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн для построения оценок параметров Томсена Уро, е, 6 в одномерных и двумерных кусочно-неоднородных трансверсально-изотроп-ных моделях сред с вертикальной осью симметрии

2 На примерах численного моделирования распространения сейсмических волн показано, что первые вступления на сейсмограммах ОПВ с большим удалением источник-приемник корректно интерпретируются рефрагированными р-волнами в рамках гладких моделей сейсмических сред При этом величина амплитуды рефрагированных р-волн позволяет выделять их на сейсмограмме

3 На примерах численного моделирования показано преимущество комбинирования данных времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн Комбинирование данных позволяет

• увеличить разрешающую способность метода томографической инверсии,

• одновременно построить оценки параметров г>ро и £

4 На примерах численного моделирования показано, что увеличение апертуры наблюдения отраженных рр-волн способствует не только улучшению разрешающей способности при оценивании двух параметров ьр0, г, но и дает возможность одновременно построить оценки трех параметров г>ро, £, <5 близкие к их модельным значениям при не зашумленных исходных данных времен прихода волн В случае наличия даже небольшого (ст = 0 0025) шума в исходных данных времен прихода волн, оценивание параметра <5 существенно затрудняется

5 По реальным данным сейсморазведки построены оценки параметров vpo, £ Показано, что именно комбинирование отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн при учете анизотропии позволяет получить оценки параметров, согласующиеся с априорными представлениями о геологическом строении исследуемой среды и существенно уменьшить остаточную невязку времен прихода волн Полученные оценки показывают наличие обширной анизотропной зоны в исследуемой среде

Результаты исследования были опубликованы в следующих работах

1 Быков К В , Чаурис Г , Троян В Н , Киселев Ю В Комбинирование отраженных и рефрагированных волн при томографической инверсии одномерной модели анизотропной сейсмической среды // Вопросы геофизики №38 — СПб Изд-во С Петербургского университета, 2005 — С 3-11

2 Быков К В , Чаурис Г , Троян В Н , Киселев Ю В Комплексирование времен прихода отраженных и рефрагированных волн при томографической инверсии трансверсально-изотропной сейсмической среды //Технологии сейсморазведки—№1 —2006 —С 16-23

3 Быков К В , Троян В Н , Киселев Ю В , Каштан Б М Определение параметра Том-сена £ при томографической инверсии трансверсально-изотропной сейсмической среды // Геофизика—2006 —№5 -С 3 -8

4 Быков К В , Чаурис Г , Киселев Ю В , Троян В Н Оценивание параметров анизотропии на основе комбинирования данных наблюдения отраженных и рефрагированных волн // Тезисы VI международной научно-практической конференции ГЕОМОДЕЛЬ-2004 — 2004 -С 62-61

5 BykovK V SVD analysis for combination of reflected and diving waves m transversely isotropic medium // Proceedings of 5"1 International Conference «Problems of Geocosmos», 24-28 May, 2004 St Petersburg, Russia, P 234-246

6 Bykov К V , Chauris H , Troy an V N , Kisele v Y V Investigating the value of combining reflection and divmg P-waves for velocity estimation // Expanded Abstracts of 67"1 EAGE Conference and Exhibition, 13-16 June 2005, Madrid, Spain

7 BykovK V , KiselevY V , TroyanV N , KashtanB M Estimation of parameters of VTI model via combining reflection and diving p-waves // Expanded Abstracts of 68л EAGE Conference and Exhibition, 12-15 June 2006, Vienna, Austria

8 BykovK V KiselevY V , TroyanV N , KashtanB M Investigating the amsotropy ami heterogeneity in 2D VTI model with p-waves data recorded at the surface numerical experiments // Expanded Abstracts of 7G"' SEG Annual Conference and Exhibition, 1-G October 2006 New Orleans, USA

9 BykovK V KiselevY V , TroyanV N , Ka-shtanB M Retrieving amsotropy parameter e with diving p-waves traveltime tomogiaphy// Expanded Abstracts of E4GE&SEG Samt-Petersbuig Conference, 16-19 October 2006, Saint-Petersburg, Russia

Отпечатано копировально-множительным участком отдела обслуживания учебного процесса физического факультета СПбГУ. Приказ № 571/1 от 14 05 03. Подписано в печать 11.04.07 с оригинал-макета заказчика. Ф-т 30x42/4, Усл. неч. л.1. Тираж 100 экз., Заказ № 516/с 198504, СПб, Ст. Петергоф, ул Ульяновская, д 3, тел. 929-43-00.

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Быков, Константин Владимирович

Введение

1 Теоретические основы

1.1 Анизотропные модели геологических сред.

1.2 Методы оценивания параметров модели.

1.2.1 Оптимизационные методы.

1.2.2 Метод Бэйкуса-Гильберта.

1.2.3 Метод псевдообращений.

1.2.4 Томография.

1.3 Алгоритм лучевой томографии.

1.3.1 Параметризация модели.

1.3.2 Лучевое трассирование.

1.3.3 Вычисление производных Фреше.

1.3.4 Оценивание параметров модели.

2 Результаты численного моделирования

2.1 Исходные данные для сейсмической лучевой томографии . 65 2.1.1 Интерпретация первых вступлений на сейсмограммах общего пункта взрыва.

2.1.2 Предварительная обработка данных времен прихода волн

2.2 Одномерная трансверсалыго-изотропная модель сейсмической среды с монотонной зависимостью скорости от глубины

2.3 Одномерная трапсверсалыю-изотропная модель сейсмической среды с немонотонной зависимостью скорости от глубины

2.4 Двумерная изотропная модель сейсмической среды с периодически неоднородной скоростью.

2.5 Двумерная трапсверсалыю-изотропная модель сейсмической среды с симметричной периодической неоднородностью параметров

2.6 Двумерная трансверсально-изотропная модель сейсмической среды с несимметричной неоднородностью параметров.

3 Результаты обработки реальных сейсмических данных

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Комбинирование квазипродольных отраженных и рефрагированных сейсмических волн для оценивания анизотропных параметров геологической среды"

Актуальность проблемы. В настоящее время наблюдается сокращение прироста запасов углеводородов за счет увеличения темпов разработки действующих месторождений при одновременном возрастании объемов глобального потребления продуктов переработки углеводородного сырья. В связи с этим перед геофизическим сообществом стоят задачи разработки методов поиска месторождений углеводородов в регионах, обладающих сложной геологической структурой, а также задачи разработки более детальных методов мониторинга состояний уже действующих месторождений. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется более детальным и реалистичным математическим моделям геологических сред и методам оценки их параметров.

При обработке материалов сейсморазведки, полученпых при регистрации многокомпонентных данных, или полученных в схеме наблюдения с большим удалением источника возбуждения от приемников, становится очевидной необходимость учета анизотропных свойств реальной геологической среды [60]. Для более реалистичного описания геологической среды необходимо, чтобы ее математическая модель включала в себя параметры анизотропии. Если этого не происходит, то есть анизотропия не учитывается, то при построении глубинных и временных сейсмических разрезов структурные элементы (границы раздела геологических напластований, зоны сброса и пр.) могут либо оказаться не верно позиционированы, либо вовсе не отобразиться [26]. Это, в свою очередь, может исказить результаты последующей геологической интерпретации и иривести.к ошибкам в определении местоположения, геометрии и запасов углеводородного месторождения.

На сегодняшний день в сейсморазведке углеводородов наибольшее внимание уделяется пяти типам математических моделей, учитывающим анизотропные свойства реальной геологической среды [38, 22]. Первая — изотропная модель, характеризуется равенством скоростей распространения сейсмических волн в любых направлениях для любой внутренней точки модели. Различные внутренние точки не эквивалентны между собой из-за неоднородности среды. Вторая — трапсверсально-изотропная модель с вертикальной осью симметрии (ТИВ), обладает равенством скоростей распространения сейсмических волн в любых направлениях в плоскостях, перпендикулярных вертикальной оси симметрии. Этот тип анизотропии характеризует среды, образованные системами тонких чередующихся слоев (система слоев горных осадочных пород) и среды, содержащие сонаправленные структуры частиц минералов (глинистые сланцы). Третья — трапсверсально-изотропная модель с наклонной осыо симметрии (ТИН1) образуется из предыдущей наклоном оси симметрии. Четвертая — модель с азимутальной анизотропией. Если трапсверсальная изотропия проявляет себя уже при использовании двумерной схемы наблюдения вдоль линейного профиля, то для регистрации азимутальной анизотропии необходима трехмерная система наблюдений. Азимутальная анизотропия характеризует среды, содержащие систему сона-правленных трещин. Пятая — модель с орторомбической анизотропией. Она характеризует среды сформированные системами горизонтальных тонких чередующихся слоев и взаимно перпендикулярных вертикальных трещин.

В англоязычной литературе трансверсально-изотропная среда с вертикальной осью симметрии обозначается vti — аббревиатура от Vertical Transverse Isotropy, а с наклонной осью симметрии — tti — Tilted Transverse Isotropy.

С точки зрения математического формализма переход от изотропной модели к анизотропной связан с увеличением количества независимых элементов тензора упругих параметров модели. Этот тензор связывает тензор напряжений с тензором деформаций в законе Гука для объемно упругих тел. Для описания распространения сейсмических воли в изотропной модели среды необходимо знать величины двух независимых элементов тензора упругих параметров, в трансверсально-изотропной — пяти, в орторомбической — девяти.

При распространении упругих колебаний через геологическую среду в ней образуется большое число волн. В сейсморазведке, в основном, используют три типа волн, физическая природа которых связана с процессами отражения, преломления и прохождения на границах, разделяющих пласты горных пород с разной акустической жесткостью. Поэтому в сейсморазведке выделяют три основных метода исследований: метод отраженных волн, метод преломленных волн и метод проходящих волн (ВСП2, межскважинная сейсморазведка). В свою очередь, в каждом из этих методов могут использоваться различные типы волн по характеру поляризации, способу возбуждения и регистрации и т.д.

Метод отраженных волн (MOB) применяется чаще других. Он используется для определения глубины и характера залегания границ раздела геологических напластований, а при благоприятных условиях — и для получения данных о литологии, фациальном составе пород и др. В MOB регистрируются волны, отраженные от достаточно протяженных геологических границ,

2Вертикальное сейсмическое профилирование. на которых заметно меняется акустическая жесткость. Важной'особенностью MOB является то, что отраженные волны регистрируются на сравнительно небольших удалениях источников от ириемников.

В настоящее время, наиболее распространенным вариантом реализации MOB является метод общей глубинной точки (МОГТ) [24]. При его реализации используется схема наблюдений, обеспечивающая многократное профилирование исследуемой области и сортировка исходных полевых трасс в сейсмограммы общей глубинной точки (ОГТ). Реальная геологическая среда аппроксимируется одномерной слоистой моделью. Главным результатом МОГТ является временной разрез — изображение структуры границ в среде. Принципиальные достоинства МОГТ заключаются в том, что в процессе получения временных разрезов, существенно ослабляются регулярные помехи (кратные и обменные волны) и нерегулярные шумы, поэтому увеличивается соотношение сигнал/шум и повышается качество результата обработки.

Еще одной важной модификацией MOB является метод регулируемого направленного приема (МРНП) [18]. Метод основан на разновременном суммировании исходных сейсмических записей отраженных волн, их частотной фильтрации с целью разделения интерференционных волн, на составляющие плоские волны, отборе полезной информации в результате анализа природы этих волн и построении по ней изображений вторичных источников волн — элементов отражающих границ. Для суммирования по МРНП полевые сейсмограммы разбиваются на короткие участки базы суммирования содержащие 8-12 трасс. Суммирование иа малых базах позволяет считать волны регулярными, а их фронты плоскими.

Метод преломленных волн (МПВ) основан на регистрации сейсмических волн, проходящих значительную часть пути в разрезе по кровли слоев, характеризующихся большей скоростью по сравнению с вышележащими слоями. На некотором удалении от источника такие волны обгоняют, все другие и приходят к сейсмоприемникам первыми. Регистрация волн в первых вступлениях существенно упрощает анализ сейсмограмм. В МПВ обычно регистрируются головные, рефрагированные, преломленно-рефрагированные волны, преломленно-дифрагированные, а также волны, отраженные на больших углах падения. Интерпретация данных МПВ позволяет определить глубину залегания и форму преломляющих границ, скорости в покрывающей среде, граничные скорости, коэффициенты поглощения в преломляющих слоях. Главными достоинствами МПВ является малая зависимость от помех со стороны кратно-отражеиных и поверхностных волн, а недостатком — меньшая детальность расчленения разреза по вертикали и низкая точность изучения малоамплитудных структурных поднятий по сравнению с MOB. Работы по схеме МПВ проводят в регионах характеризующихся сложной топографией и геологией, где регистрация отраженных волн затруднена [46]. Если преломляющие горизонты не обладают достаточной степенью гладкости [57] или контрастности [68], то преимущественно используют рефрагированные волны. Также, рефрагированные волны, зарегистрированные на больших удалениях, используют для построения структурных изображений среды под высокоскоростными пластами базальтов [69] и для учета дополнительной информации о среде при комбинировании МПВ с другими методами сейсморазведки [49, 61, 28].

Существует две основные модификации МПВ.

Корреляционный метод преломленных волн (КМПВ) [8] — основан на прослеживании головных волн не только в области первых вступлений сейсмограммы, но и в области последующих вступлений на основе фазовой корреляции.

Метод общей глубинной площадки(ОГП МПВ) [12] — основан на многократном профилировании и суммировании преломленных волн по общей глубинной площадке. Способ позволяет одновременно по единой системе наблюдений изучать несколько преломляющих геологических границ в разрезе. Способ ОГП МПВ, также как ОГТ MOB, предусматривает введение различного рода поправок в наблюденные времена прихода волн и суммирование колебаний для получения временного разреза.

Метод проходящих волн или скважинная сейсморазведка объединяет группу методов, в которых прием или возбуждение волн (или и то и другое) осуществляется в скважинах, при этом наряду с прямыми проходящими волнами часто используют отраженные и преломленные. Первым из применяемых методов скважинной сейсморазведки был метод сейсмокаротпажа. Это метод наблюдений в скважинах, предназначенный для определения средних скоростей в среде путем измерения времени распространения сейсмических волн, возбуждаемых у устья скважины до скважинного приемника, погружаемого на разные глубины. Более современный метод проходящих волн — вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) — метод около скважин-ных и межскважинных исследований, позволяющий прослеживать не только первые, но и последующие вступления волн и регистрировать многокомпонентные данные волнового поля.

В каждом из выше описанных методов сейсморазведки, помимо построения временных разрезов, возможно оценивание физических свойств геологической среды. Проблема оценивания параметров геофизических моделей по данным сейсморазведки относится к классу обратных задач геофизики.

В МОГТ одним из этапов получения временного разреза, является процедура скоростного анализа [67]. Процедура основывается на предположении о слоистой одномерной модели среды и, как следствие, использует гиперболическую аппроксимацию годографа отраженных волн на сейсмограммах ОГТ. Результатом процедуры скоростного анализа является глубинный профиль эффективной скорости VorT3> который может быть пересчитан в интервальные значения скорости для каждого слоя с помощью формулы Дикса [39]. Логическим продолжением процедуры скоростного анализа в МОГТ является процедура учета наклона отражающей границы [44].

Скоростной анализ в МОГТ также позволяет строить оценки эффективных анизотропных параметров ТИВ моделей — скорость Vorr и параметр анизотропии t] [63, 27]. Этот метод обобщен и на случай орторомбической анизотропии [62, 42]. При этом, авторы отмечают, что даже в ТИВ моделях для корректного преобразования время-глубина недостаточно учета только отраженных рр-волн и предлагают дополнительно использовать либо данные скважиной сейсморазведки, либо данные обменных p-sv и поперечных sv-sv воли. В других работах отмечается, что даже применение наиболее выгодной схемы эксперимента, комбинирующей наземную и ВСП систему наблюдений, оказывается недостаточным для оценивания анизотропных параметров модели при использовании только времен прихода волн и предлагается дополнительно использовать поляризацию [32].

В регионах, характеризующихся сложной геологической структурой, оценивание эффективных параметров модели методом скоростного анализа МОГТ, затрудненно сложностью выделения на сейсмограммах регулярных отраженных волн. В этой ситуации представляется интересным метод стерео-томографии, позволяющий строить оценки параметров модели среды по дан

3В англоязычной литературе скорость VQprp обозначается ^ЩО' где nmo — аббревиатура от Normal Move Out. ным времен прихода и векторов рефракции отраженных волн. Примечательно, что метод стерео-томографии не требует введения в модель протяженных отражающих границ [33].

В МПВ, в основном, используются рефрагировапные и головные волны, а оценивание параметров проводится в рамках различных градиентных моделей сред. Градиентное полупространство и градиентное полупространство, покрытое однородным слоем или однородно-слоистой толщей изучены теоретически и в практической сейсморазведке используются для аппроксимации сложных сред более простыми моделями (метод Герглотца-Вихерта [1]). К более сложным моделям, где параметры оцениваются численными методами, можно отнести: градиентное полупространство, в котором плавное увеличение скорости с глубиной осложнено мелкими неоднородностями и кусочно-неоднородную среду, в которой плавное увеличение скорости с глубиной осложнено неоднородностями, произвольно распределенными в пространстве по вертикали и латерали. В таких средах регистрируют рефрагирован-ные волны. Рефрагировапные волны не относятся к какой-либо определенной границе в среде, их амплитуда больше амплитуды головных волн [50], и они приходят в первые вступления, что существенно упрощает их выделение [34]. Для регистрации рефрагированных волн в сейсморазведке углеводородов используются системы наблюдений с большим расстоянием между источником и приемником, например, б километров и более, потому что, как показывает практика, соотношение глубины проникновения луча рефрагированной волны к расстоянию до точки его выхода на дневную поверхность соответствует приближенно 1:3,1:5 [47]. В основном, методы обработки рефрагированных волн учитывают только их кинематические параметры (времена прихода), но в настоящее время также разрабатываются методы обработки, позволяющие учитывать их динамические характеристики. (амплитуда) [52], но аналогии с развитыми методами обработки MOB. Используя рефрагированные волны, обобщенный метод обращений4 [51] позволяет оценивать интервальные скорости в многослойных моделях с нерегулярной топографией слоев и со скрытыми слоями. Также МПВ используется при оценивании азимутальной анизотропии [10]. Комбинирование МПВ и MOB используют для оценивания параметра квазианизотропии скоростей — отношение скоростей распространения волн в вертикальном и латеральном направлениях [13,16]. Существуют методы, позволяющие проводить оценку анизотропии по рефрагированным волнам, рассматривая сейсмограмму не в координатах t — х, а в координатах т — р [29, 54, 4]. Примечательно, что такой подход не требует лучевого трассирования.

В методе проходящих волн (ВСП, межскважинная сейсморазведка) обеспечиваются наилучшие условия для реализации томографических методов оценивания параметров среды [35]. Эти методы можно условно разделить на методы лучевой [19] и дифракционной томографии [17, 20, 21].

Метод лучевой томографии позволяет оценивать локальные значения параметров произвольно неоднородных моделей по интегральным характеристикам поля зондирующего сигнала. Его классической основой является преобразование Радона [23]. Лучевая сейсмическая томография включает в себя математический аппарат лучевой теории распространения волн и методы решения обратных задач геофизики, позволяющие трансформировать невязку между экспериментальными и модельными данными в величины оцениваемых параметров модели. Входными данными для лучевой томографии могут быть как время распространения сигнала от источника к приемнику вдоль

Л В англоязычной литературе этот метод обозначается grm — аббревиатура от General Reciprocal Method. луча так и его амплитуда и поляризация.

Метод дифракционной томографии позволяет восстанавливать параметры слабоконтрастных локальных неодпородностей в среде (источники рассеянных волн). В качестве входных данных используется полное рассеянное (дифрагированное) ноле.

Томографические методы оценивания параметров моделей могут использоваться не только при межскважинной схеме постановки эксперимента. Геологическая среда, покрывающая сейсмический горизонт, может содержать различные локальные неоднородности — нефтяные, газовые и рудные залежи, талики в мерзлых породах и мерзлые породы в таликах, карстовые полости в известняках, артезианские бассейны, литологические неоднородности, локализованные по латерали и пр. Поверхность рассматриваемых объектов ввиду относительно небольшой горизонтальной протяженности, крутых падений и разрывов часто не может служить сейсмическим горизонтом, с которым связываются регулярно прослеживаемые отраженные или преломленные волны. Поэтому изучение локальных неоднородностей связано с использованием проходящих через них регулярных волн, отраженных или преломленных на границах, расположенных ниже изучаемых изучаемых объектов. Возможность использования просвечивания проходящими волнами для поисков залежей нефти и газа, связана с изменениями свойств пород при их нефте-газонасыщенности: понижением плотности на 0.10 — 0.25г/см ; уменьшением скорости распространения сейсмических волн до 25%, повышением коэффициента поглощения энергии волн в области залежи на порядок и др. [2]. Эти особенности приводят к появлению в сейсмическом поле аномальных эффектов — искажению годографов, понижению частотного спектра, уменьшению интенсивности, изменению формы колебаний и др.

В дополнение к выше перечисленным, традиционным'методам сейсморазведки, следует добавить методы, активно развивающиеся в последнее время — пассивная сейсмика [55]; повторная съемка во времени (4D-time-lapse) [31, 48, 64]; инверсия полного волнового поля [56, 3]; статистические методы оценивания параметров модели [53, 19].

Целыо данной работы является исследование возможности комбинирования данных времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированпых р-волн, зарегистрированных на дневной поверхности [36, 46], для оценивания параметров Томсена [59] одномерных и двумерных кусочно-неоднородных транс-версально-изотропных моделей сред с вертикальной осью симметрии методом сейсмической лучевой томографии.

Используемая процедура лучевой томографии [25] основана на методе наименьших квадратов [19], где в качестве функции отклика используется сумма квадратов разностей модельных и экспериментальных времен прихода волн, при этом накладываются априорные ограничения на величины оцениваемых параметров, контролируется степень гладкости искомого решения [И] и используется принцип переменной гладкости искомого решения при итерациях [66]. Для вычисления модельных времен прихода волн, в данной работе, используется техника лучевого трассирования [14, 65]. Градиентные способы минимизации функции отклика требуют знания производных Фреше — производные от времен прихода волн по параметрам модели. В данной работе производные Фреше, вычисляются одновременно с лучевым трассированием по методу возмущений для уравнений геометрической сейсмики [41, 40]. Комбинирование времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн волн осуществляется суммированием отвечающих им функций отклика.

Для оценивания параметров анизотропных моделей геологических сред исследователи в основном прибегают к комбинированию данных различного типа при процедурах обработки. Например, комбинируют данные отраженных рр-волн и обменных ps-волн [58] (хотя иногда.этого оказывается недостаточно для корректного определения параметров даже ТИВ моделей [43]), либо комбинируют данные наземной и скважиной сейсморазведки [36]. Комбинирование перекрестных систем наблюдений в методе преломленных волн позволяет, используя головные волны, оценивать некоторые параметры азимутальной анизотропии [10].

Научная новизна. Предлагаемый в данной работе, метод оценивания параметров Томсена одномерных и двумерных кусочно-неоднородных трансвер-сально-изотропных моделей сред с вертикальной осью симметрии, основывается на том, что энергия отраженных рр-волн распространяется, в основном, вертикально, в то время как энергия рефрагированных р-волн [47] распространяется более горизонтально и может быть зарегистрирована на больших удалениях приемника от источника. Указанные волны распространяются через исследуемую среду в разных направлениях (Рис. 1), поэтому их комбинирование в схеме лучевой томографии, может принести больше информации об анизотропных свойствах среды, нежели в случае их независимой и раздельной обработки. Предлагаемый метод оценивания параметров, разработан основываясь на результатах работ ряда других авторов. В работе [59] дается определение параметров Томсена для ТИВ моделей сред; в работах [41, 40] описывается техника вычисления производных Фреше в анизотропных моделях сред при лучевом трассировании; в работах [45, 49] описывается томографический метод одновременного оценивания скорости и глубин сейсмических горизонтов в изотропной среде при использовании в качестве входных данных времен прихода волн различного типа. t,Mc (a)

X, км

J 4 5

4000

Рис. 1: Синтетическая сейсмограмма ОПВ (а), схема распространения лучей отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн (б).

Практическая значимость. Определение скоростной модели, которая наиболее реалистично описывает действительность, особенно важно для проведения процедур миграции. Если анизотропия среды не учитывается в скоростной модели, то при построении глубинных и временных сейсмических разрезов структурные элементы (границы раздела геологических напластований, зоны сброса и пр.) могут либо оказаться неверно позиционированы, либо вовсе не отобразиться [26]. Это, в свою очередь, может исказить результаты последующей геологической интерпретации и привести к ошибкам в определении местоположения, геометрии и запасов углеводородного месторождения. Комбинирование данных времен прихода отраженных и прямых волн из поверхностной и ВСП системы наблюдений позволяет оценить параметр Томсена 5 для одномерной модели ТИВ сейсмической среды, но определение е затруднено [26] и требует учета не только времен прихода волн, но и, например, поляризации [32]. В данной работе предложен метод оценки параметров Томсена VpQ и е двумерных моделей ТИВ сейсмических сред [59], по комбинированным данным только времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн, зарегистрированных при поверхностной системе наблюдений. Параметр vpq соответствует фазовой скорости распространения продольных волн вдоль оси симметрии. Параметр е соответствует относительной разности фазовых скоростей распространения продольных волн вдоль и перпендикулярно оси симметрии.

Основные положения выносимые на защиту

1. Разработан и реализован в виде пакета программ оригинальный алгоритм лучевой сейсмической томографии, использующий в качестве исходных данных комбинацию времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн.

2. Алгоритм опробован при численном моделировании задач оценивания параметров Томсена vpq, е, 5 и глубин отражающих границ в одномерных и двумерных кусочно-неоднородных трапсверсально-изотроппых моделях сейсмических сред с вертикальной осью симметрии. Показано, что при комбинировании данных времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн улучшается разрешающая способность и восстанавливаются параметры v^, е.

3. По реальным данным сейсморазведки построены оценки параметров vpq, е. Показано, что именно комбинирование отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн позволяет получить оценки параметров, согласующиеся с априорными представлениями о геологическом строении исследуемой среды. Полученные оценки показывают наличие обширной анизотропной зоны в исследуемой среде.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались, на следующих конференциях: VI международная научно-практическая конференция ГЕОМОДЕЛЬ-2004 (г.Геленжик, 2004);5'л International Conference "Problems of Geocosmos" (St.Petersburg, Russia, 2004); 67th EAGE Conference and Exhibition (Madrid, Spain, 2005); 68th EAGE Conference and Exhibition (Vienna, Austria, 2006); 76th SEG Annual Conference and Exhibition (New Orleans, USA, 2006); EAGE к SPE Saint-Petersburg Conference 2006 (Saint-Petersburg, Russia, 2006). По теме диссертации опубликовано 3 статьи [7, 5, 6].

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав — "Теоретические основы", "Результаты численного моделирования", "Результаты обработки реальных сейсмических данных" и заключения. Диссертация изложена на 128 страницах, включая 30 рисунков и список литературы из 68 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Быков, Константин Владимирович

Заключение

Сформулируем еще раз основные результаты, полученные в диссертации:

1. Разработан и реализован в виде программы итерационный алгоритм сейсмической лучевой томографии, использующий комбинирование данных времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн для построения оценок параметров Томсена Vpo, е, 5 в одномерных и двумерных кусочно-неоднородных трансверсально-изотропных моделях сред с вертикальной осью симметрии.

2. На примерах численного моделирования распространения сейсмических волн показано, что первые вступления на сейсмограммах ОПВ с большим удалением источник-приемник корректно интерпретируются рефра-гированными р-волнами в рамках гладких моделей сейсмических сред. При этом величина амплитуды рефрагированных р-волн позволяет выделять их на сейсмограмме.

3. На примерах численного моделирования показано преимущество комбинирования данных времен прихода отраженных рр-волн и рефрагированных р-волн. Комбинирование данных позволяет:

• увеличить разрешающую способность метода томографической инверсии,

• одновременно построить оценки параметров vpq и е.

4. На примерах численного моделирования показано, что увеличение апертуры наблюдения отраженных рр-волн способствует не только улучшению разрешающей способности при оценивании двух параметров /Уро, ио и дает возможность одновременно построить оценки трех параметров Vpo? £) ^ близкие к их модельным значениям при не зашумленных исходных данных времен прихода волн. В случае наличия даже небольшого (а = 0.0025) шума в исходных данных времен прихода волн, оценивание параметра 5 существенно затрудняется.

5. По реальным данным сейсморазведки построены оценки параметров Vpo, е. Показано, что именно комбинирование отраженных рр-волн и рефрагированиых р-волн при учете анизотропии позволяет получить оценки параметров, согласующиеся с априорными представлениями о геологическом строении исследуемой среды и существенно уменьшить остаточную невязку времен прихода волн. Полученные оценки показывают наличие обширной анизотропной зоны в исследуемой среде.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Быков, Константин Владимирович, Санкт-Петербург

1. Аки К., Ричарде П. Количественная сейсмология т.1,2.— М.: Изд-во Мир, 1983.

2. Ахмедов А. К., Бабаджанов Т. Д. Методика динамического поперечного профилирования при выявлении и интерпретации аномалий типа "залежь" // Вопросы динамической теории распространения сейсмических воли. Вып.ХХШ,-Л.: Наука, 1983.-С. 156-167.

3. Белишев М. И., Благовещенский А. С. Динамические обратные задачи теории воли. — СПб.: Изд-во С.Петербургского университета, 1999.

4. Бессонова Э. И., Ситникова Г. А., Ришаль В. М. Новый метод интерпретации годографов рефрагированных волн (метод г — р) // Доклады АН СССР. 1973. - Т. 211, № 4. - С. 836-839.

5. Быков К. В., Троян В. Н., Киселев Ю. В. Комплексирование времен прихода отраженных и рефрагированных волн при томографической инверсии трансверсально-изотропной сейсмической среды // Технологии сейсморазведки. — 2006. — № 1. — С. 16-23.

6. Быков К. В., Троян В. Н., Киселев Ю. В., Каштан Б. М. Определение параметра томсена £ при томографической инверсии трансверсально-изотропной сейсмической среды. // Геофизика. — 2006. — № 5. — С. 3-8.

7. Гамбурцев Г. А., Ризниченко 10. В., Берзон И. С. Корреляционный метод преломленных волн. — М.: Изд-во АН СССР, 1952.

8. Гервер М. Л., Маркушевич В. М. Исследование неоднозначности при исследовании по годографу скорости распрстранения сейсмических воли // Доклады АН СССР. 1965. - № 163. - С. 1377-1380.

9. Епинатьева А. М., Невский М. В., Юхних Н. Ф. Неоднородность криста-лического фундамента по сейсмическим данным. — М.: Наука, 1972.

10. И. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. —М.: Изд-во Мир, 1981.

11. Невский М. В. Квазианизотропия скоростей сейсмических волн. — М.: Наука, 1974.

12. Петрашень Г. И. Распространение объемных волн и методы расчета волновых полей в анизотропных упругих средах. — Л.: Наука, 1984.

13. Пшеничный Б. Н., Данилин Ю. М. Численные методы в экстремальных задачах. — М.: Наука, 1975.

14. Ризниченко Ю. В. Сейсморазведка слоистых сред. — М.: Недра, 1985.

15. Рыжиков Г. А., Трояи В. Н. Обратное проецирование в дифракционной томографии // Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. Вып.29. Л.: Наука, 1990. - С. 151-154.

16. Рябинкин Л. А. Регулярный направленный прием сейсмических волн и основы его разрешающей способности. // Труды МИНХ и ГП. — 1957. — № 18.

17. Троян В. Н., Киселев Ю. В. Статистические методы обработки и интерпретации геофизических данных. — СПб.: Изд-во С.Петербургского университета, 2000.

18. Троян В. Н., Рыжиков Г. А. Трехмерная дифракционная сейсимческая томография. I. Томографический функционал и алгоритм реконструкции // Геофизика. 1994. - № 6. - С. 4-14.

19. Троян В. Н., Рыжиков Г. А. Трехмерная дифракционная сейсимческая томография. II. Разрешающая способность метода // Геофизика. — 1995. — № 2. — С. 7-19.

20. Федоров Ф. И. Теория упругих волн в кристаллах. — М.: Изд-во Мир, 1965.

21. Хелгасон С. Преобразование Радона. — М.: Изд-во Мир, 1983.

22. Шерифф Р., Гелдарт Л. Сейсморазведка: В 2 т. — М.: Мир, 1987.

23. Яновская Т. В., Порохова Л. Н. Обратные задачи геофизики. — Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1983.

24. Alkhalifah Т., Larner К. Migration error in transversely isotropic media // Geophysics. 1994. - Vol. 59. - P. 1405-1418.

25. Alkhalifah Т., Tsvankin I. Velocity analysis for transversely isotropic media // Geophysics. 1995. - Vol. 60. - P. 1550-1566.

26. Aversana P. D. The global offset seismic approach: advantages and limitations // First Break. 2005. - Vol. 23. - P. 41-48.

27. Baan M., Kendall J. Estimating anisotropy parameters and traveltimes in the r p domain // Geophysics. - 2002. - Vol. 67. - P. 1076-1086.

28. Backus G., Gilbert F. Numericla application of formalism for geophysical inverse problems // Geophys. J. Roy. astr. Soc. — 1967. — Vol. 13. — P. 247276.

29. Bakulin A., Calvert R. W. Virtual source: New method for imaging and 4D below complex overburden // 74th Ann. Internat. Mtg., Soc. Expl. Geophys. — 2004. P. 2477-2480.

30. Begat S. L., Farra V. P-wave traveltime and polarization tomography of VSP data // Geophys. J. Int. 1997.- Vol. 131,- P. 100-114.

31. Billette F., Podvin P., Lambare G. Stereotomography with automatic picking: application to the Marmousi dataset // 68th Ann. Internat. Mtg. Soc. Expl. Geophys. 1998.- P. 1377-1320.

32. Bohm G., Petronio L. 3D turning-ray tomography in a real case // 65th Mtg. Eur. Assn. Geosci. Eng. 2003. - p. D25.

33. Chapman С. H., Pratt R. G. Traveltime tomography in anisotropic media — I. theory, II. application. // Geophys. J. Int. 1992. - Vol. 109.- P. 1-37.

34. Chiu S., Stewart R. Tomographic determination of three-dimensional seismic velocity structure using well-logs vertical seismic profiles and surface seismic data // Geophysics. 1987.-Vol. 52.- P. 1085-1098.

35. Claerbout J. F. Fundamentals of geophysical data processing.—New York: McGraw-Hill, 1976.

36. Crampin S. Suggestions for a consistent terminology for seismic anisotropy // Geophysical Prospecting. 1989. - Vol. 37. - P. 753-70.

37. Dix С. II. Seismic velocities from surface measurements // Geophysics. --1955.-Vol. 20.-P. 68-86.

38. Farra V. Ray perturbation theory for heterogeneous hexagonal anisotropic medium // Geophys. J. Int. 1989. - Vol. 99.- P. 723-738.

39. Farra V., Le Begat S. Sensitivity of qp-wave traveltimes and polarization vector to heterogeneity anisotropy and interface // Geophys. J. Int. — 1995. — Vol. 121.-P. 371-384.

40. Grechka V., Pech A., Tsvankin I. Parameter estimation in orthorhombic media using multicomponent wide-azimuth reflection data // Geophysics. — 2005. Vol. 70. - P. D1-D8.

41. Grechka V., Tsvankin I., Bakulin A. et al. Joint inversion of pp and ps reflection data for vti media: A north sea case study // Geophysics. — 2002. — Vol. 67.-P. 1382-1395.

42. Hale D. Dip-moveout by fourier transform // Geophysics. — 1984. — Vol. 49. — P. 741-757.

43. Hobro J. W. D., Singh S. C., Minshull T. A. Tree-dimensional tomographic inversion of combined reflection and refraction seismic traveltime data // Geophys. J. Int. 2003.- Vol. 152.- P. 79-93.

44. Kommedal J. H., Gainski M., Taylor C., Randall R. Combining turning ray and reflection tomography — the whittle case // 63rd Mtg. Eur. Assn. Geosci.1. Eng.- 2001.

45. Levin F. K. Anatomy of diving waves // Geophysics. — 1996. — Vol. 61:— P. 1417-1424.

46. Lumley D., Meadows M., Cole S., Adams D. Estimation of reservoir pressure and saturation by crossplot inversion of 4d seismic attributes. // 73th Ann. Internat. Mtg., Soc. Expl. Geophys. 2003. - P. 1513-1516.

47. McCaughey M., Singh S. C. Simultaneous velocity and interface tomography of normal-incidence and wide-aperture seismic traveltime data // Geophys. J. Int. 1997. - Vol. 131. - P. 87-99.

48. Osypov K. A comparative study between 3-d diving-wave tomography and head-wave refraction methodes // 68th Ann. Internat. Mtg. Soc. Expl. Geophys. 1998. - P. 1222-1225.

49. Palmer D. An introduction to the generalized reciprocal method of seismic refraction interpretation // Geophysics. 1981. - Vol. 46.- P. 1508-1518.

50. Roslov Y. V., Telegin A. N., Sakoulina T. S., Nechkhaev S. A. Complex processing of refracted and reflected waves of Caspian shallow water zone data set // 63rd Mtg. Eur. Assn. Geosci. Eng. 2001.

51. Rowbotham P. S., Lamy P., Swaby P. A., Dubrule O. Geostatistical inversion for reservoir characterization // 68th Ann. Internat. Mtg. Soc. Expl. Geophys. 1998. - P. 886-889.

52. Sen M. K., Mukherjee A. т — p analysis in transversely isotropic media // Geophys. J. Int. 2003.- Vol. 154,- P. 647-658.

53. Shapiro S. A., Parotidis M., Rentsch S., Rothert E. Reservoir characterization using passive seismic monitoring: Physical fundamentals and road ahead //74th Ann. Internat. Mtg., Soc. Expl. Geophys. 1998. - P. 2541^2544.

54. Shipp R., Nicola-Carena E. D., Singh S. 2D full wavefield inversion of wide angle real marine seismic data // 69th Ann. Internat. Mtg. Soc. Expl. Geophys. 1999.- P. 1394-1397.

55. Stefani J. P. Turning-ray tomography // Geophysics. — 1995.- Vol. 60.— P. 1917-1929.

56. Stopin A., Ehinger A. Joint PP-PS tomographic inversion of the mahogany 2D-4C OBC seismic data // 71st Ann. Internat. Mtg. Soc. Expl. Geophys.— 2001.-P. 837-840.

57. Thomsen L. Weak elastic anisotropy // Geophysics. — 1986. — Vol. 51(10). — P. 1954-1966.

58. Thomsen L. Understanding seismic anisotropy in Exploration and Exploitation. Distingished Instructor Short Course No.5. EAGE, 2002.

59. Trinks I., Singh S. С., H.Chapman C. et al. Adaptive traveltime tomography of densely sampled seismic data // Geophys. J. Int. — 2005.— Vol. 160.— P. 925-938.

60. Tsvankin I. Anisotropic parameters and p-wave velocity for orthorombic media // Geophysics. 1997. - Vol. 62. - P. 1292-1309.

61. Tsvankin I., Thomsen L. Nonhyperbolic reflection moveout in anisotropic media // Geophysics. 1994. - Vol. 59. - P. 1290-1304.

62. Vasco D. W. Seismic imaging for reservoir flow properties: Time-lapse pressure changes // Geophysics. 2004. - Vol. 69. - P. 5-11.

63. Cerveny V. Seismic Ray Theory. — Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2001.

64. Williamson P. R. Tomographic inversion in reflection seismology // Geophys. J. Int. 1990. - Vol. 100. - P. 255-274.

65. Yilmaz 0. Seismic data analysis: processing, inversion, and interpretation of seismic data. No 10. — Tulsa: Society of Exploration Geophysicist, 1987.

66. Zhu X. Velocity imaging through complex near-surface structures by tomography // 64th Mtg. Eur. Assn. Geosci. Eng. — 2002.

67. Ziolkowski A., Hanssen P., Gatliff R. et al. Use of low frequencies for sub-basalt imaging // Geophysical Prospecting. — 2003. — Vol. 51. — P. 169-182.