Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методика определения скоростных и глубинных параметров среды в интерактивном режиме

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Методика определения скоростных и глубинных параметров среды в интерактивном режиме"

Комитет по геологии и использованию недр при Правительстве Российской Федерации

Научно-производственное государственное предприятие « Нефтегеофизика»

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (ВНИИГеофизика)

ТОЛСТЫХ Андрей Александрович

На правах рукописи УДК 550.834.05

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТНЫХ И ГЛУБИННЫХ

ПАРАМЕТРОВ СРЕДЫ В ИНТЕРАКТИВНОМ РЕЖИМЕ

Специальность 04.00.12 — геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1992

Работа выполнена в Центральной геофизической экспедиции Ассоциации "Нафгегеофизика" Корпорации "РОСНЕФГЕГАЗ".

Научные руководителе доктор технических наук,профессор О.А.Пэтапов,

доктор физико-иатоыахических наук Е и. Г логове кий. Официальные оппоненты: доктор технических наук И. А. Кушш,

кандидат технических наук

Г. Е Александров. «

Ведущая организация-Госпредприятие "Центргеофиаика"( г. 14эсква)

Защита состоится 'ЬфетПЪ'ЬрЮйк г. в -££с<часоь на заседании Специализированного совета Д 071. Об. 01 при Всесоозном научно* исследовательском институте геофизических методов разведки (ВШС#Геофизкка) по адресу: 101000, г. Москва, ул. Чернышевского. 22.

С диссертацией кохяо ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан аЖ'ъусглч 190^ г.

Уч шй секретарь' • • Специализированного совета кандидат технических наук

ОМА-

а а читав

РОССИРС*.**

—Г I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

;,'! Актуальность работы. В интерпретации данных сейсмического метода ОГТ большое место аанимает анализ кинематических особенностей волновой картины. Кинематические зависимости связывают времена прихода упругих волн к земной поверхности, положение на ней источников упругих колебаний и точек их приема, а также пространственное положение границ раздела сейсмической среды и скорости. Решение обратной кинематической задачи, расчет плзстовых скоростей и глубин отражающих горизонтов обычно по значениям и Уогт, в ряде случаев является главным в интерпретации сейсыоданних.

Говоря о становлении методов кинематической интерпретации, следует отметить классические работы Г. А. Гамбурцевг., )й Е Ризничен-ко и ЕЕПузырева. И В. Ризниченко (1946) ввел понятие эффективной скорости и связал ее со средней и пластовой скоростями в двухслойной среде. Эти идеи были развиты для многослойной среди И. С. Бер-зон, И. И. Гурвичем, Е Е Пузыревым и А. К. Уруповым. Далее К Диксоном, А. К. Уруповым, С. В. Гольдиным, А. Е Левиным и Е Шахом были выведены формулы, позволяющие определить пластовые скорости для слоисто-однородной модели среды с произвольным вертикальным градиентом по значениям эффективных скоростей. Работы А. К. Урупова, С. а Грльдина, Е С. Черняка, Е Е Пузырева о временных полях отраженных волн позволили решать обратную кинематическую задачу не только в плоскости профиля, но и в пространстве. Двухмерная модификация решения обратной задачи и сейчас остается актуальной, имея как самостоятельную ценность, так и являясь важной составляющей пр- решении трехмерных задач интерпретации.

В последнее десятилетие способы перехода от кинематических параметров волновой среды к пластовым скоростям и глубинам успешно разрабатывались и широко внедрялись в производство Г. Е Гогоненко-вым.Т. И. Облсгиной, ЕС. Черняком, ЕЕМешбеем, Е М. Глоговским, 3. Е Лозинским, С. а Гольдиным, С. А. Гриценко и др.

Однако объемы работ по расчету глубинной модели среды с сере-

дины 80-ых годов не увеличились,хотя набор процедуре методов редактирования, способов расчета эффективной модели среды и т.д.)с каждым годом расширяется, а в 1982 г. появилась первая в отрасли интерактивная отечественная система си-4-ИНГ0С-1, имеющая в своем составе довольно развитый пакет программ кинематической интерпретации. Основные прк лны этого связаны с низкой точностью, а иногда и недостоверностью получаемых результатов. Т.е. в данном случае, речь идет о неадекватности исследуемой среды и ее интерпретационной модели.

Хотя проблемы неадекватности реальной среды и модели всегда интересовали сейсморазведчиков (Урупов А. К., Пузырев Е Н., Голь дин С. В.), лишь в последние годы появились исследования (В. М. Глоговс-кий,1989).теоретически обосновывающие в обратной кинематической задаче такое понятие, как структурная устойчивость ее решения при допустимых вариациях модели среды. Црименение этой теории в практике геофизических исследований является одной из проблем, разбираемых в данной работе.

Цель работы состоит в повышении эффективности методов расчета скоростных и глубинных параметров среды. В этой связи в рамках данной работы решались следующие задачи:

- исследование с помощью методов математического моделирова-ниш способов решения обратной кинематической задачи и проблемы адекватности исследуемой среды и ее модели, поиск критериев оценки этой адекватности;

- исследование методов получения исходной информации, ее точности для оценки возможности построения моделей, адекватных изучаемой среде;

- разработка методики определения глубинно-скоростных параметров среды с оценкой качества полученного результата;

- разработка системы программ, реализукдей ату методику;

- исследование возможностей этой системы при решении конкретных практических задач сейсморазведки.

Научная новизна. В диссертации получены следующие новые результаты:

-с помощью математического моделирования подтверждено теоретическое обоснование алгоритма апостериорной оценки качества решения обратной кинематической задачи;

-дан критерий оценки степени адекватности кинематической модели и изучаемой геологической среды ;

-разработаны методы анализа исходных данных для повышения точности решения обратной кинематической задачи;

-разработана методика построения моделей среды с проверкой их адекватности;

-разработана интерактивная обрабатывающая система, реализующая предлагаемую методику.

Практическая ценность работы. Предложенная методика успешно опробована на моделях, имитирующих различные геологические ситуации, а также на материалах сейсмических съемок в различных районах нашей страны и за рубежом.

К настоящему времени интерактивная система,реализуюшдя эту методику (пакет программ носит коммерческое название 'ЧБЖ") на интерактивной графической станции "Автолаб" фирмы "Намтек" (Индия) , используется в 36 организациях. Экономический эффект от ее внедрения оценивается в 250 ООО рублей.

Апробация работы и публикации. Основные результаты, отученные в работе,были представлены в докладах: на всесоюзном совещании "Новые направления в развитии программного обеспечения для обработки и интерпретации геофизической информации'Ч 16-20 февраля 1991г., ВДНХ ССОР), на четвертом научном семинаре стран-членов СЭВ по

нефтяной геофизике (18-23 февраля 1991г.,г. Москва), на 36-ом меж-г- Ни,

дународном геофизическом симпозиуме(23-28 сентября 1991г.,г. Киев). Кроме того, автор знакомил с отдельными положениями диссертации участников ежегодного отраслевого семинара (1978-1987 г.г.). Основные положения диссертации опубликованы в 6 статьях.

Личный вклад. Основой диссертации являются проведенное диссертантом математическое моделирование и экспериментальное исследование теоретических положений, касающихся решения обратной кинематической задачи; разработка и исследование на смоделированных и полевых сейсмических материалах критерия оценки качества решения обратной кинематической вадачи. Кроме того, разработан граф интерактивной системы, реализующий полученные методические разработки.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из Введения, четырех глав и Заключения, содержит 128 страниц,в т.ч. 58 рисунков, и список литературы иг 52 наименований.

Автор благодарен коллегам и соавторам проведенных исследований: С. Л. Лангыану, А. Г. Годеру, А. А. Волосу и Б. А. «ридиану. Особую признательность приношу коллективам ЦГЭ Ассоциации "Бэфтегеофизн-ка" и СП "АЛДНЕОК".

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Гл. 1. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ С КОНТРОЛЕМ КАЧЕСТВА.

В разделе 1.1 дан краткий обвор методов решения обратной кинематической вадачи и оценки результатов.

При определении пластовых скоростей н глубин отражающих гори-вонтов по вначешшы Уогт н to, в основном, применяется три подхода: инверсный, итеративный и метод взаимных точек. В последнее время появился R-способ .

Инверсные методы получили свое название эа обрааение, инверсию, формулы Дикса, свяаываидую предельную эффективную скорость

- б -

(Уе) с Упл для 1-того слоя. Математический аппарат позволяет осуществить цепочку вычислений: Уогт —>Уэф —>Уе -->Уогтп —> Упл.Уср. Наибольшие сложности возникают при нахождении предельных параметров - Уе и Уогтп. Ш мере усложнения строения изучаемой среды эти методы дают все более неточный результат.

Итеративные методы основаны на применении результатов решения . прямой задачи - вычисления и Уогт по известным Упл и Н. Полученные по моделям параметры сравниваются с наблюденными значениями эффективных параметров и выбирается стратегия корректировки глубинно-скоростной модели для следующего решения прямой задачи, сравнения и т.д. Примером итеративного подхода является способ, предложенный Г. Е Гогоненковыы и И. Ф. Борейко и оеализованный в программе ЗМЕ1Х-1 системы КИНГ .

Метод взаимных точек (Невинный а. Е , Урупов А. К., Глоговский а И. и др.) заключается в последовательном пересчете параметров лучей заданных разносов (полученных из линий Ю(х) и Уогт(х) восстановлением годографов ОПП и ОПВ) в параметры искомого слоя. Далее решается уравнение, связывающее искомую (локально-постоянную) скорость в слое с остаточным временем по годографу с учетом преломления луча на его кровле. Одновременно может находиться и точка отражения луча, оценивающая глубину слоя. Полученные эначения скоростей усредняются по всем разносам годографа и служат для определения параметров слоя. Метод взаимных точек позволяет точно решать обратную кинематическую задачу для очень большого класса моделей сред.

[?-метод (а Ы. Глоговский, 1988) также находит пластовую скорость и положение отражающей границы в очередном пласте после пересчета годографов на его кровлю. Это делается в предположении о локальной линейности границы и локальном постоянстве интервальной скорости. Выписывается время распространения отраженной волны как

функция от положения источника и приемника на криволинейной кровле слоя. Это уравнение содержит 3 неизвестных: глубину границы, ее наклон и скорость в слое. Совокупность таких уравнений, взятых для близко расположенных пар источник-приемник образует систему нелинейных уравнений, решение которых по методу наименьших квадратов и определяет величины г убин и пластовых скоростей.

Таким образсм в распоряжении геофизика-практика имеется большой выбор методов решения обратной кинематической задачи.

Обычно количество границ, включенных в модель, определяется качеством исходного материала, когерентностью отражений, качеством горизонтальных спектров скоростей ОГТ. Но этого часто не достаточно для объективной оценки того, насколько полно модель представляет изучаемую среду.

Обсуждение этой проблемы есть практически во всех монографиях по сейсморазведке, а обширная библиография,. например, в работе А. А. Ыалов.лко (1985). И тем не менее оценить полученную пластовую модель весьма сложно. В какой-то мере таким критерием в последнее время признан угол наклона отдельной отражающей площадки к изучаемой поверхности. В процессе редактирования эти площадки сдвигапг таким образом, чтобы согласовать их угол наклона с обдай конфигу-' рацией границы, как это было реализовано в системе С1Ь4-ИНГОС-1. Но часто в случае пропуска в модели резкой криволинейной границы отражающие- плодадки действительно "секут" изучаемую поверхность, при этом глубины центров этих площадок близки к истинным. Следовательно, любые манипуляции их глубинами (обычно через редактирование исходных Уогт) приведут лишь к ухудшению результата, а единственным выходом является включение в модель неучтенной преломляющей границы.

Другим примером, говорящим о необходимости более. глубокой интерпретации этого параметра , является хорошее согласование пло-

щадок при использовании исходных 1о и Уогт осредненных в большой окне. При этом происходит как бы аппроксимация изучаема среды горизонтально-слоистой. вне зависимости от истинности такой замена Нэкоторые новые теоретические подходы к решению обозначенных проблем содержатся в работах Е Ы. Глоговского, эксперементалъ-ной проверке которых посвящен следующий раздел.

В разделе 1.2 дано теоретическое обоснование апостериорной проверки результата решения обратной кинематической задзчи. Оно вытекает из анализа двух упомянутых уже способов решения обратной кинематической задачи - (?-способа и взаимных точек. В первом из них решение получается по значениям 1о,1о(х), и Уогт; во втором необходимо найти производную от годографа ОГО,что эквивалентно учету еще величины Уо'гт(х). Поэтому, если среди выделенных слоев имеются неоднородные,то результаты решения обратной задачи обоими способами не совпадают между собой. Таким образом, неоднородный слой может быть "опознан" путем сопоставления результатов решения обратной задачи И-способом и способом взаимных точек при одном и том же поле исходных данных для каждого годографа ОГТ (локальный критерий).

В какой-то мере ошибки в определении положения отражающей границы, вызванные неоднородностью слоя, могут быть выявлены и "внутри" каждого из способов: возникающие искажения таковы, что если восстановить отражающую границу по точкам отражения нормальных лучей по соседним годографам ОГТ, то сами эти лучи оказываются не ортогональными границе(глобальный критерий).

Оба этих критерия взаимно дополняют друг друга и на их основе можно построить многокритериальное правило, позволяющее судить о степени неоднородности изучаемого слоя. Эта возможность приводит к концепции "супералгоритма", то есть такой методике послойного решения обратной кинематической задачи, которая дает возможность не 3-14,4

только оценивать скоростные и глубинные параметры очередного слоя в предположении о его локальной однородности, но и одновременно проверять справедливость самого этого предположения.

Вводится^параметр, оценивающий величину расхождения этих результатов. Как критерий оценки качества решения обратной кинематической задачи (К) рассматривается следующая величина:

К-(ай+£6)/2+БВ ,

где:

расстояние от основания перпендикуляра, опущенного на исследуемую границу из точки входа преломленного луча в слой,до основания центрального луча, прошедшего через ту же точку, по Г?- способу; тоже для способа взаимных точек;

15В- расстояние между -.очками отражения,полученными й-способ-ом и способом взаимных точек для одного и того же пикета

Если величина глобального критерия порядка 20м при мощности слоя 500 м, то угол наклона отражающей плопвдки к построенной поверхности менее 2". Расстояние 2й прямо связано с изменениями Уогт и отражает факт скоростной неоднородности на пути прохождения лучей (локальный критерий), т. к. характеризует скоростную неоднородность на базе наблюдения одного годографа. Все три величины имеют линейную размерность. Величина К предоставляет возможность одновременного учета локального и глобальных критериев.

Проверке общих выводов и изучению на количественном уровне возможности контроля правильности решения обратной кинематической задачи в различных сейсмических ситуациях посвящена следующая глава диссертации.

Гл. 2. МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРИТЕРИЯ КАЧЕСТВА ПРИ РЕШЕНИИ ОБРАТНОЙ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ (ОКЗ) СЕЙСМОРАЗВЕДКИ.

В разделе 2.1. исследуются особенности распределения критерия

качества с помощью математического моделирования.

Быв создан ряд моделей реальных сред, являющиеся совокупностью пластов с постоянной для каждого из них скоростью. Для этих моделей была решена прямая кинематическая задача - подучены Уогт и Ьо для всех пластов. Далее по этим параметрам: решалась ОКЗ разными способами для всей совокупности пластов с истинными исходными параметрам^ адекватная модель) и для случаев с пропуском различных горизонтов (неадекватная модель); причем в том и другом случае счет шел как по неискаженным 1о,Уогт, так и по сглаженным,т. е. имитировалось искажение исходных данных. В работе даны три модели, имеющие геологические прототипы. Модель 1 состоит из б слоев и имитирует строение солянокупольной структуры. Модель 2, состоящая из 10 слоев, сочетает очень спокойные формы залегания в верхней части и заметно большую кривизну границ в нижней, изменение Упл с глубиной - плавное. Модель 3 (7 слоев) имитирует геосинклинальное строение среды и характеризуется довольно резкой дифференциацией Упл и сложным соотношением структурных элементов.

Оказалось, что для адекватных моделей, состоящих из 6-10 слоев с постоянной скоростью и криволинейными границами, освещающими глубины от 4 до 10км,обеспечиваются величины К порядка 10-20м для наиболее глубоких горизонтов модели (для верхних границ они близки к нулю).

Далее для этих трех моделей показано, как меняются глубины, рассчитанные разными методами, в зависимости от того, каков перепад пластовых скоростей на неучтенной при решении ОКЗ границе (моделирование неоднородного слоя), и как это отражается на величине критерия К.

Даны графики, на которых видна прямая зависимость величины К от разности истинных и средних глубин, полученных по ОКЗ. Далее показана динамика изменения величины К для нижних границ в моделях

в зависимости от числа границ,- чем больше границ учтено при решении ОКЗ, тем меньше К. Даны также графики изменения К для нижних в моделях горизонтов в зависимости от размера окна осреднения Уогт и аналогичные графики при осреднении to. Величина К растет с ростом искажений исходных данных (в данном случае увеличением окна осреднения) .

Таким образом,динамика изменения параметра К может быть использована при подборе наиболее адекватной модели среды. -

Анализу влияния искажений исходных данных при решении ОКЗ и возможности устранения этих искажений посвящен раздел 2.2. Здесь анализируются причины искажения спектров Уогт, а следовательно и Уогт. Обосновывается тезис о преимуществах использования в практике решения ОКЗ величины ьэрмального приращения годографа перед более традиционным параметром - Уогт. Особенно это актуально в случае искажения кинематических параметров разреза скоростными неоднородностями ВЧР.

Наличие искажений в исходных данных приводит к широкому использованию процедур редактирования. В результате интерпретатор "уходит" от полученных в эксперименте исходных параметров. Часто для контроля за этим решают прямую кинематическую задачу для получаемых моделей сред.

Роль и место прямой кинематической задачи рассмотрены в разделе 2.3. Шд прямой кинематической задачей (ПКЗ) здесь подразумевается расчет по полученному распределению Упл и Н годографов ОГТ. Оценка по критерию К дополняется оценкой, опирающейся на данные ПКЗ (разность исходных годографов ОГТ и рассчитанных для данной модели среды). Сактически обе эти оценки призЕаны в совокупности ответить на вопрос адекватности модели, в которой интерпретатор решает ОКЗ, и реальной исследуемой геологической среды.

Этот вопрос более подробно обсуждается в следующем разделе

работы 2. 4.

В работе доказано, что создание глубинно-скоростной модели среды полезно иногда вести не сверху вниз, а наоборот- снизу вверх. По такой методике первым строится самый нижний из всех прослеженных горизонтов, редактируя исходные 1о и Уогт, добиваются минимизации К для него и далее начинают включать новые горизонты в модель. Их оставляют в модели только в том случае,если они уменьшают К для самого нижнего горизонта. При подобной методике можно автоматически исключить из модели горизонты, учет которых не меняет величину К. Таким образом выполняется требование, согласно которому количество горизонтов в адекватной модели должно быть по возможности минимальным.

В разделе 2.5 обобшдются методические приемы создания адекватной модели среда Поиск причины неудовлетворительного распределения К можно провести следующим образом. Первое,- установить, не кроется ли она в ошибках исходных данных. Если при сглаживании Уогт в большом окне, значения К резко меняются, то следует найти такое распределение исходных данных, при котором К минимален. Если операции над Уогт не влекут существенных изменений в распределении К, то вероятно причина в неадекватности модели и требуется включение дополнительных границ в нее.

При кажущейся многовариантности этого поиска, на самом деле количество возможных моделей ограничено, во-первых, необходимостью обеспечить временные мощности изучаемых толщ по возможности не менее 300 мс , во-вторых, сразу выделяются резкие скоростные границы, включение которых в модель несомненно, в-третьих, есть горизонты и толщи, представляющие объект исследования и, в-четвертых, это горизонты, для которых характерно высокое качество спектров Уогт и уверенное слежение линий 1.0. Таким образом определяется как бы каркас модели и под сомнением остается включение в модель не-

большого числа из имеющихся границ. Наиболее вероятно, что необходимый дополнительный горизонт существует внутри толщи, для которой уверенно фиксируется изменение Упл по латерали.

Для реализации этого поиска надо, с одной стороны, иметь специально подготовленный исходный материал ( данные по явно избыточному числу горизонтов ), с другой, - технологическое обеспечение возможности манипулировать им, оперативно получать решение ОКЗ и быстро оценивать полученный результат.

Для реализации описанных в данной главе методических приемов был разработан сценарий интерактивной обрабатывающей системы. Ему посвящена следующая глава диссертации.

ГЛАВА 3. РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ "СУПЕРАЛГОРИТМ" НА ИНТЕРАКТИВНОЙ ГРАФИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ.

В разделе 3.1 даны общие сведения об истории развития геофизических интерактивных систем. Отмечено, что начиная с конца 70-х годов отечественная разведочная нефтяная геофизика Интенсивно работает над созданием интерактивных обрабатывающих систем . Наибольшее значение для практиков имели разработки СМ-4-ИНГОС-1 Миннефтегазпрома СССР и СОС-ПС Мингео СССР. Первая была практически полностью ориентирована на цели интерпретации данных сейсморазведки, вторая - в основном на обслуживание процедур обработки . Внедрение этих систем дало геофизикам первый опыт работы с принципиально новой организацией счета на ЭВМ.

Начиная с середины 80-х годов,внимание отечественных геофизиков все больше привлекают интерактивна зарубежные системы. В мае 1990 года начались работы по реализации методики "супералгоритм" на персональной интерактивной графической рабочей станции с базовым процессором 1п1е1-80386/387. Программное обеспечение разработки велось группой сотрудников ЦГЭ Ассоциации "Цефгегеофиэика" к. ф. -м. н. С. Л Лангманом, к. т. н. А. А. Годером, А. Е Волосом под руко-

- 13 -

водством д. ф. -м. н. Е М. Глоговского.

Требования, предъявляемые к разрабатываемой системе программ "супералгоритм", обоснованы в разделе 3.2.

В разделе 3.3 даются основные особенности отработки системы программ "супералгоритм" и ее машинной графики.

Главное меню системы "супералгоритм" имеет четыре основных раздела. Кратко рассмотрим их содержание.

1. "Загрузка исходных данных" обеспечивает ввод двух видов исходной для интерактивной системы информации. Первый и главный - результаты анализа горизонтальных спектров скоростей: значения То, Уогт и спектры нормальных приращений. Второй вид вводимой информации - временной динамический разрез.

2. "Редактирование исходных данных". Работа с временным разрезом предполагает его просмотр целиком или фрагмента в большом увеличении. Для анализа динамики используется визуализация трасс способом переменного отклонения, с закраской максимумов или минимумов на трассах и способом переменной цветности. Обеспечен быстрый просмотр всех имеющихся горизонтальных спектров. При непосредственном редактировании одного из исходных параметров интерпретатор имеет на экране 3 поля. Верхнее - фрагмент временного разреза (заказанный интервал трасс) с прослеженной линией 1о, среднее - спектры нормального приращения и кривая ЧГгпах, нижнее поле - кривая Уогт. Все три кривых связаны известными зависимостями между собой. Таким образом, реализуются методические подходы, описанные в разделе 2.2. Кроме того, есть возможность визуализировать всю совокупность кривых 1.0, нормального приращения годографа и Уогт, относящихся к данному профилю. Особенно это полезно при выявлении интервалов профиля, на которых данные искажены влиянием ВЧР.

3. "Задание параметров и счет" осуществляет расчет пластовых ско-

ростей и глубин для указанного горизонта. Работа программы в режиме "реального времени" сопровождается следующей машинной графикой: экран высокоразрешающего дисплея делится на три части. Верхняя визуализирует процесс трассировки центральных лучей и расчет значений глубин. Средняя - расчет значений пластовых скоростей. Нижняя часть - распределение критерия качества К или параметра,оценивающего результаты по ПКЗ. В процессе работы программы организованы остановы, предназначенные для оперативного подбора, в частности, параметров осреднения значений Упл и Н. Изменяя радиусы осреднения и получая другое распределение Упл и Н, мы тут же видим на экране и новое распределение параметра К. На этой стадии работы системы подбирается вариант строения среды, дающий минимальное значение К. 4. "Редактирование результатов" позволяет:

- рассмотреть полученные в предыдущем разделе результаты в требуемом масштабе;

- отредактировать имеющиеся значения искомых параметров среды: Упл и Н;

- объединить несколько горизонтов в один.проэкстраполировать данные по горизонту влево-вправо, проинтерполировать данные на интервале разрыва горизонта и т. д.

Проанализированные таким образом параметры пласта используются при дальнейшем расчете модели.

Опробованию системы, на полевых материалах сейсморазведки посвящена следующая глава

ГЛАВА 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ "СУПЕРАЛГОРИТМ" ПРИ РЕШЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.

В разделе 4.1 описано исследование строения Сургутского свода. Диссертант благодарен С. С. Эльмановичу и коллективу т. п. 3 ЦГЭ га помощь в работе над данным разделом диссертации. .

Плоишь работ расположена в зоне сочленения Холмогорского и

Карамовского месторождений нефти в 50 км от г. Боябрьска . Перспектива прироста запасов нефти в этом районе связывается с малоамплитудными и сложнопостроенными ловушками, при этом район исследований характеризуется распространением в верхней части разреза многолетних мерзлых пород , изменение мощности которых приводит к искажениям структурных построений, не позволяющим проводить по результатам сейсморазведки структурные построения требуемой точности.

1Ь результатам предшествующей обработки и интерпретации было уточнено строение периклиналей Холмогорского и Итурского поднятий, а также выявлены и подготовлены к бурению четыре малоамплитудных поднятия.

Последующее бурение разведочной скважины 71 выявило 'погрешность структурных построений по данным сейсморазведки до 50 м, к тому же скважина оказалась непродуктивной, как и несколько других скважин, пробуренных на данной площади.

После предварительного ознакомления с исходным материалом была создана глубинно-скоростная модель среды с включением в нее не-однородностей ВЧР ("Озеро" и синклиналь по подошве"вечной мерзлоты"). Для этой модели была решена прямая кинематическая задача -получены 1о и Уогт. Требовалось разработать методику решения обратной кинематической задачи, дающую по этим данным достоверную картину строения нияней части модели. При этом в модель, естественно, не включались горизонты, связанные с формированием скоростной неоднородности ВЧР.

Оказалось, что неоднородности ВЧР создали та!сие искажения, которые исключить формальным сглаживанием или осреднением не удалось. Наиболее э<йективно осреднение исходных параметров строго в интервале.искаженном влиянием неоднородностей ВЧР и дополнительное общее сглаживание исходных данных для устранения высокочастотных

погрешностей. Одновременно были подобраны параметры сглаживания получаемых Упл и Е Показана зависимость величины К от разности получаемых и истинных глубин для нижнего горизонта при разных вариантах редактирования исходных данных, явно свидетельствующая о том, что,ориентируясь на критерий качества,можно судить о точности глубин, получаемых решением ОКЗ.

Далее на реальном материале по системе из 23-х пересекающихся профилей выделялись гоны, искаженные влиянием ВЧР (при атом анализировалось поведение линий 1о,Уогт и нормального приращения годографа), проводилось фактически двухмерное осреднение в плоскости Х-У значений исходных параметров в пределах этих областей и далее решалась обратная кинематическая задача в плоскости профиля.

В итоге были построены 23 глубинно-скоростные модели среды. Средняя невязка глубин на пересечениях профилей меньше 10м. Несистематическая невязка с данными бурения около 15м. Более высокая точность достигнута в южной части площади, меньшая - в северной. Основные выводы и рекомендации следующие: 1. Разработанная методика, основанная на принципах ПГР и применении системы программ "супералгоритм" , позволяет повысить надежность решения разведочных задач в условиях искажений волнового поля, обусловленных влиянием изменения скоростных свойств ВЧР.

,2. По комплексу сейсмической и промыслово-геофизической информации в районе северной периклинали Холмогорского месторождения предполагается приращение запасов, обусловленное расширением перспективной зоны развития продуктивного пласта.

3. Выделена зона "аномальной баженовки", которая приводит к несовпадению структурных планов по продуктивным горизонтам. Этим может объясняться неудача с бурением скв. 71. На своде предлагаемого поднятия по продуктивным горизонтам дана рекомендация на бурение разведочной скважины.

4. На пго-востоке площади намечается крупная приподнятая зона, открывающаяся на восток, и по имеющейся информации благоприятная для обнаружения перспективного объекта.

Эти работы показали, как может "вписаться" информация, полученная системой "супералгоритм" в комплекс исследований ПГР.

В разделе 4.2 дается исследование строения юго-восточной периферии Прикаспийской впадины, в ходе которого удалось дока-вать, что:

1.1Ь результатам решения ОКЗ с использованием критерия качества толпа, включахшет пермо-триасовый комплекс пород, однородна в скоростном отношении и , следовательно, при удовлетворительных значениях критерия качества решения ОКЗ можно достоверно прогнозировать гипсометрию подсолевых горизонтов без учета промежуточных преломлений на кровле соли.

2. Ориентируясь на получаемые величины К, можно судить о том, насколько достоверны построения, связанные с кровлей соляных тел.

На примере Калининградской области (раздел 4.3) исследовалась возможность с помощью "методики "супералгоритм" учесть скоростную неоднородность галогенной толщи и ее влияние на поведение нииэле-гащей кровли кембрийских отложений. Исследованием руководил д.т.н. А. Г. Авербух, которому я приношу свою благодарность.

1Ь итогам этих работ можно утверждать,что внутри галогенной толши не зафиксировано вариаций пластовой скорости,которые могут вызвать значительное изменение рельефа кембрийских отлолээний по результатам скоростного моделирования.

Кроме того возможности систены иллюстрируются на примере глубинно-скоростной модели вдоль регионального профиля (раздел 4.4), расположенного в пределах одной из зарубежных нефтегазоносных впадин. Здесь сложную ситуацию при решении ОКЗ создают выклигагаахщиеся на бортах впадины пласты. Обычно в таких областях решения отсутс-

твуют. Данная система анализирует,на каких вышележащих горизонтах произошло преломление луча. Далее осреднение значений Упл проводится отдельно для сгруппированных по этому признаку точек отражения. Вычисление глубин также идет отдельно для пикетов, на которых лучи испытывают одинаковое число преломлений. Таким образом система справа и слева от точки выклинивания пласта решает ОКЗ для разных моделей, что соответствует физике явления.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ данной работы подводятся некоторые итоги.

1. Выдвинутые теоретические предположения о возможности апостериорной проверки качества решения обратной кинематической задачи могут бьггь использованы в практических целях.

2. Величина параметра, названного нами "критерием качества решения обратной кинематической задачи", для вычисления которого требуется решение обратной кинематической задачи двумя специально подобранными способами (И-способом и способом взаимных точек) позволяет судить об адекватности исследуемой среды и принятой интерпретационной модели .

3. Этот критерий отражает как ошибки в исходных данных, так и в принятой модели среды. Разработана методика идентификации причин, порождающих неудовлетворительное распределение критерия.

4. Созданная система программ, реализованная на персональной интерактивной рабочей станции, имеющей в качестве базового процессор 1-80386/387, позволила применить эту методику при исследовании ряда регионов нашей страны и за рубежом.

Отметим, что данная методика не "отменяет" наработанный интерпретаторами опыт решения обратной кинематической задачи. Она дополняет его, внося в практику оценку адекватности полученного результата и повышая тем самым эффективность работы геофизика-интерпретатора.

- 19 -

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Правомерность аппроксимации при решении обратной кинематической задачи реальной геологической среды толстослоистой интерпретационной моделью требует апостериорной проверки. Предлагаемый в диссертации критерий, базирующийся на сравнении результатов решения обратной кинематической задачи, полученных разными методами, осуществляет такую проверку. Это утверждение доказано путем математического моделирования на разнообразных тестах,, имитирующих различные сейсмо-геологические ситуации.

2. Создана методика, которая позволяет, используя этот критерий, строить модели, адекватные исследуемой среде. Пэд адекватностью понимается следующее: глубины включенных в модель горизонтов получены с требуемой точностью, а слагающие модель слои однородны в скоростном отношении. Эффективность этой методики, реализованной на одной из интерактивных графических систем, доказана на примерах обработки синтезированных и полевых материалов сейсморазведки.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Решение обратной кинематической задачи с контролем качества результатов. Бюллетень ассоциации Нзфтегеофизика Вып. 2, 11, 1991 г., с. 26-29. (Совместно с Глоговским В. 11 и Лангманом С. Л.)

2. Методика использования критерия качества при решении обратной кинематической задачи сейсморазведки. Сб. Науч. -техн. достижения и передовой опыт, рекомэндуемые для внедрения в нефтяной промышленности. Вып. б.ВНИИОЭНГ, Я, 1991г., с. 1-5.

3. Способ устранения влияния скоростных неоднородностей,обусловленных верхней частью разреза Серия Нефтегазовая геология и геофизика. Экспресс-информация. Вып. И, ВНИИОЭНГ.М. ,1990г,с. 28-33.

4. Прогнозирование Тенгизского рифогениого атолла по материа-

лам комплексной сейсмофациальной интерпретации данных сейсморазведки. Современные геоф. методы при решении 8адач нефтяной геологии. М. .Наука, 1088 г.,с.55-62 (Совместно с Гогоненковыы Г. Н. .Павловым а Д. и Акоповым 10. И.)

5. Геолого-геофизическая модель Тенгизского нефтеносного пале-оатолла по сейсмостратиграфическим данным, Изд. АН СССР, сер. •Теология*', N10, 1988, с.34-41 (Совместное Павловыи Н.Д.,Саловыы П. А., Гогоненковым Г. Е , Акоповым К1 И. и Денисюком Р. С.).

6. Оценка результатов решения обратной кинематической вадачи сейсморазведки с помощью критерия качества. Резюме и доклады технической программы,т. 1,36-ой Международный геоф. симпозиум,г. Киев, 1991 г., с. 49-52.

Подп. к печати 1992 г. ф.пл. 1,2$ Тираж ^¿><7

Типография «Нефтяник» Зак. Л«