Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Оценка допустимого разрежения сети наблюдений и совершенствование алгоритма интерполирования при 3D сейсморазведке на нефть и газ

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

Автореферат диссертации по теме "Оценка допустимого разрежения сети наблюдений и совершенствование алгоритма интерполирования при 3D сейсморазведке на нефть и газ"

, о «ЕВ * "7

Па правах рукописи

ХУССЕЙН Р.-Ш. КХАТА-ИБЕХ

ОЦЕНКА ДОПУСТИМОГО РАЗРЕЖЕНИЯ СЕТИ НАБЛЮДЕНИЙ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АЛГОРИТМА ИНТЕРПОЛИРОВАНИЯ ПРИ ЗЭ СЕЙСМОРАЗВЕДКЕ НА НЕФТЬ И ГАЗ

Специальность 04.00.12 - Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1997

Работа выполнена в Московской Государственной Геологоразведочной

Академии (МГГА)

Научный руководитель

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Козлов Е.А.

Доктор технических наук, профессор Потапов O.A.

Кандидат технических наук, Завалишнн Б.Р.

Ведущая организация Производственное Геофизическое

Предпртятие "Спецгеофизика"

Защита состоится 13 февраля 1997 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д.063.55.03 в Московском Государственной Геологоразведочной Академии (МГГА)

Дяр££1 117 485 Москва, ул. Миклухо-Маклая 23, ауд. 6-38

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГГА

Автореферат разослан "_" января 1997 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Доктор физ.-мат. наук

Ю.И.Блох

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Лктупльиосм-___темы. ОГл.смная (трехмерная, 3D) сейсморазведка

Я1ЧШС1С» глапимм иаираипеннсм upui pcixa сейсмической) мсюла и течение последнею десятилетия. I! мире более иолошшм сепсморп.зиедочных работ с нелыо поисков и оценки месторождении нс([гш и газа уже ведут в 3D варианте. В России объем 3D сейсморазведки растет но сравнению с объемом 2D работ не только относительно, но н абсолютно.

Причины этого в том, что все более сложные геологические задачи: (выяснение детален строения ловушки, особенностей латеральной изменчивости коллектора нефти или газа и т.п.) приходится решать в районах со все более сложным структурным строением.

В таких условиях сейсмическое волновое поле, зарегистрированное на поверхности наблюдении, носит сложный интерференционный характер. Обычные временные разрезы профильной (2D) сейсморазведки не дают правильного изображения среды даже после выполнения 2D миграции, исключающей основную причину искажений - сейсмический снос - в плоскости профиля. Для получения корректных изображений среды и сложных условиях требуется т/кхме/нш миграция, исключающая не только снос в плоскости профиля, но и "боковой" снос и выполнимая только с использованием данных 3D сейсморазведки.

В настоящее время методика, аппаратура и технология 3D сейсморазведки быстро прогрессируют. Применяются телеметрические сспсмосташпш, разработаны эффективные приемы технологии полевых работ Ii обработки материалов (Ттцсико И.П., Потапов O.A., Королев II.К., Козырев B.C., Кондрашкоп В.В., Завалншнн Б.Р., Боганпк Г.П., Номокопов D.H., Козлов Е.А., Мешбеи В.И., Богданов A.A., Богданов Г.А., Глоговскнй В.М., и многие другие). Однако несмотря на быстрый

технический прогресс, сохранился главный недостаток_3JX

сейсморазведки - ее высокая стоимость и значительная техногенная 1шгрузшл<я..-ср.сй¥а обусловленная необходимостью работы по весьма густой полевой сети наблюдений (в 10-40 раз гуше, чем при детальной сейсморазведке 2D).

В настоящее время 3D сейсморазведка в расчете на 1 кв. км покрываемой площади обходится в 5 - 10 раз дороже, чем 2D сейсморазведка. В экологически чувствительных районах перемещение тяжелых транспортных средств (бурстанкн, вибраторы и т.д.) наносит ущерб при производстве работ в лесу, тундре, культурно освоенных районах, и этот ущерб тем больше, чем iymc сеть наблюдений. Полому

ít/</?o'f//{ {> tf/гл t'/ii сл_n_cüJíÍíí »л_еляул ог »tí__J¿>

mdauiu

Для реализации поисково-разведочных возможностей современной сейсморазведки па нефть и газ (целевые глубины 2000 м и более) достаточно располагать точки независимых измерений времени прихода отраженных волн от целевых границ с шагом 200 - 300 метров. Однако такой шаг недопустимо велик для миграционных преобразований. При сейсмической миграции появляются специфические искажения - так называемые "миграционные душ", если пространственная дискретность входных данных - интервалы Дх и Ду - превышают 25 - 50 м. Эти искажения являются результатом наложения пространственных зеркальных частот трехмерного спектра днскретизированных сейсмических записей.

В начале восьмидесятых годов была высказана идея проведения полевых работ по разреженной сети с последующим сгущением сети средник

то.чек... при_обработке._до_21_:_50 м ..путем_интерполирования

наблюденных и предварительно обработанных записей трехмерных сейсмических полей. Попытки реализации такой технологии предпринимались неоднократно (Е.А.Козлов, И.В.Тшценко,

0.Л.Потапов, Д.К.Медвсдсв, .Lamer, W.A.Schneider and М.М. Backus,

1.Копе п. Miller M. H„ and French, W. S. , Kao J.CIl-S., Schneider, W.A., and Whitman, WAV. , Spitz S. 1991. , Martinson, D.G., and Hopper, J.R., Siliqi R., Marthelot J.-M., and De Baselaire, E„ 1993. Chase, M.K., Lumley D.E., Claerbout J.E., and Bevc, D„ 1994. , Aman, H., 1995. ,н др.). Однако окончательного решения проблема не получила до настоящего времени:

интерполяции данных 3D сейсморазведки остаются актуальными

Снижение техногенной нагрузки на окружающую среду и стоимости метода трехмерной (ЗВ) сейсморазведки на нефть и газ без ущерба для ее информативности и качества решения геологической задачи путем обоснования допустимого разрежения сети наблюдений при ЗБ сейсморазведке на нефть и газ с применением интерполирования при обработке данных и совершенствования способов интерполирования

Задачи работы

1. Обычно для обоснования необходимой густоты пространственной сети наблюдении в 30 сейсморазведке используют теорему Котелышкова с

возможности восстановления гладкой кривой по ее доскрстиым отсчетам. Однако эта теорема исиользуется без учета того, что снифазности полезных волн на немнгрироваиных сейсмических записях являются гладкими поверхностями - гиперболоидами шш их огибающими. Это может припилим, к необоснованным оценкам необходимой ¡усмим сети. Поэтому нерпой задачей работы и пляс кт ооосиааапис.лпохиои^очснкч

при 30 сейсморазведке с учетом гладкости поверхностен снифазности полезных воли и вытекающей отсюда возможности последующего шмпершлирлтиш записей.

2. Наиболее совершенные из известных способов интерполирования пемшрировашшх данных ЗО сейсморазведки настроены на интерполирование вдоль поверхностей синфазнасти, В частности, в способе полуавтоматического интерполирования, разработанном во ВНИИгеофизики, определяется и используется средний наклон ближайших опорных горизонтов. Недостатком способа является отсутствие автоадаптации к наклону поверхности снифазности рядовых горизонтов, расположенных ближе опорных. Второй задачей является разработка способа автоадаптации полуавтоматического иитсрлолироланил^1(Шону^иж(иЬши\млдотл^рюо.тав,

3. Третьей задачей является_айоатаинс__¡нтталтого^ _гщфа

абщбшки_данныл^Л^ссиаюразвсОки_по_рищжиной__с с/ших

итмшетелиштещолиромши^

4. на примере материалов ЗЭ сейсморазведки по разреженной сети на АГКМ является четвертой задачей работы.

Научная ноппэпп

1. Предложено новое обоснование предельно допустимого разрежения густоты сети нолевых наблюдений при 30 сейсморазведке с учетом гладкости поверхностей снифазности полезных волн н вытекающей отсюда возможности последующего интерполирования записей.

2. Впервые предложено включать способы автоадаптации к локальным вариациям наклонов осей спнфазностн полезных волн в алгоритм полуавтоматического интерполирования данных 30 сейсморазведки, выполненной по разреженной сети наблюдений.

Практическая ценность

1. Предложенный способ определения предельно допустимого разрежения сети нолевых наблюдений 31.) сейсморазведки позволит более

правильно планировать нолевые работы, в том числе минимизировать обьем опытных работ с целью контроля правильности выбора густоты сети.

2. Разработанный способ автоадаптацнм алгоритма полуавтоматического интерполирования данных 3D сейсморазведки к локальным вариациям наклонов синфазностей полезных волн позволит повысить качество результатов интерполирования.

3. Разработанные варианты рационального графа обработки данных 3D сейсморазведки с применением интерполирования до • и после суммирования по ОСТ будут способствовать более полному сохранению полезной информации, содержащейся в обрабатываемых данных.

4. В целом полученные результаты расширяют перспективы повышения "экологической чистоты" и снижения стоимости 3D сейсморазведки за счет разрежения полевой сети наблюдений. Возможность сохранения при этом высокой геологической информативности, свойственной 3D сейсморазведке по (устой сети наблюдений, подтверждена приведенным в диссертации сравнительным анализом результатов 3D сейсморазведки по разреженной и плотной сетям наблюдений на площади Астраханского газо-конденсатного месторождения (АГКМ).

Апробация рпботм

Результаты исследований автора обсуждались на кафедре сейсмических н скважинных методов (ССМ) Московской Государственной Геологоразведочной Академии (МГГА).

Публикации

По теме диссертации опубликована работа Cost-effective 3D seismic surveying of complex structures in Precaspian basin, E.Kozlov, Hussein R.-Sh. Khata-Ibekh et al., EAEG 57th Conference and Technical Exhibition, Extended Abstracts, Vol. 2, Glasgow, 1995, P584.

Сгруктура ii объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Содержит 115 страниц машинописного текста, включая 53 рисунка, н список литературы из 39 наименований на русском и английском языках.

В_первой главе приведен обзор опубликованных данных по теме

диссертации и конкретизированы задачи работы. Показано, что мировой опыт свидетельствует о целесообразности определенного разрежения сети по сравнению с размером, принятым в классической 3D

сейсморазведке, с соответствующим увеличением кратности перекрытий н обязательным наклон-зависимым интерполированием при обработке данных. В то же время, в опубликованных статьях не обнаружено ни достаточно обоснованных способов выбора предельно допустимых размеров полевой сети наблюдений, пи описаний безусловно эффективных способов автоматического наклон-зависимого интерполирования.

Во второй главе изложена теоретическая часть работы - решение первой и второй задач: проанализировано негативное влияние разрежения сети на качество ммфаинн без предшествующего интерполирования; обоснована формула для расчета допустимых пределов разрежения сети; сформулированы общие принципы автоматического и полуавтоматического наклон-зависимого интерполирования данных 20/30 сейсморазведки; обоснован способ автоадаптаннн полуавтоматического наклон-зависимого интерполирования к локальным вариациям наклонов осей синфазностен сейсмических волн.

В_третьей главе проанализирована последовательность процедур

обработки данных 30 сейсморазведки по разреженой сети наблюдений с применением интерполирования до и после суммирования по ОСТ, обоснованы рациональные варианты фафа обработки таких данных.

В четвертой тане огшепн эксперимент но сопоставлению результатов 31) сейсморазведки по разреженной сети с результатами 31) сейсморазведки по густой сети. Показано, что разрежение сети в 2 - 2.5 раза но сравнению с размерами, принятыми в классической ЗГ) сейсморазведке, с последующим полуавтоматическим наклон-зависимым интерполированием не снизило геологической информативности и латеральногй разрешенное™ получаемых изображений среды в целевом интервале времен регистрации отражений от первою подсолевого юрнзонта АГК_М. При этом стоимость 31Э сейсморазведки по разреженной сети оказалась па 40% ниже стоимости классической 30 сейсморазведки.

В Заключении подведены итоги и сформулированы основные защищаемые положения.

Автор вражает благодарность за внимание н помощь в выполнении диссертационной работы своему научному руководителю К.А.Козлову, руководителю кафедры сейсмических н скважниных методов (ССМ) Московской Государственной Геологоразведочной Академии (МГГА) Г.П.Боганнку, сотрудникам кафедры В.П.Поыоконову, 10.В.Кондратовичу и др., а также сотрудникам Отдела обработки п ннтернреганнп данных сейсморазведки ВМИШеофпзнкн и сотрудникам АО Гсо технологии, принявшим участие в обсуждении работы н высказавшим ценные замечания и пожелания.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. OGociioiuunic способа оценки предельно допустимого разрежения густоты сети полепых наблюдении при 3D ссисморазнедкс с уметом возможности последующего интсриолиропппия записей.

Обоснованием оптимальных (с точки зрения латеральной разрешающей способности) размеров сетей наблюдений в сейсморазведке занимались О.К.Глотов (1978), И.И.Гурвич, Г.Н.Боганик (1980), Б.И.Беспятов и др. (1980), Е.А.Козлов, О.А.Потапов (1982, 1991, 1994), В.И.Мешбей и др. (1985, 1991), Ю.В.Тимоишн и др. (1986), В.С.Киселев (1986), Г.Н.Боганик и В.П.Номокоиов (1994), Д.К.Медведев (1994, 1995), N.Neidell (1994, 1995), H.R.-Sh. Khata-lbekh (1995), J.B.Bediiar (1996), O.Eiken and P.Meldahl (1996), и др. Задачу выбора предельно допустимого размера сети наблюдений при 3D сейсморазведке обычно понимают как задачу выбора такого максимального шага дискретизации непрерывной функции, который допускает восстановление функции по ее дискретным отсчетам без потери полезной информации. Общепринято эту задачу решать, используя теорему отсчетов Котелышкова, согласно которой непрерывную функцию аргумента t можно восстановить по ее дискретным отсчетам, выбираемым через интервал

(1)

если в спектре исходной непрерывной функции отсутствуют ненулевые спектральные компоненты на частотах выше f,p. Если же при-данном 5t такие спектральные компоненты присутствуют, то спектр дискретизированной функции в интервале - flp < f ^ f,,, отличается от спектра непрерывной функции из-за наложения этих спектральных компонент, называемого наложением зеркальных частот (aliasing-effect). Иначе говоря, нарушение условия теоремы Котельникова ведет к искажениям, которые обусловлены наложением зеркальных частот.

1.1. Покажем, что для решения типичных геологических задач сейсморазведки на нефть и газ достаточно иметь неискаженные изображения среды с шагом дискретности по координате У, равным

ДУ1С(Ш < L/4, (2)

где L - размер (по малой оси) целевого гсолошческого объекта в плане.

В самом деле, пусть изображение гсолошческого объекта в вертикальном сечении, параллельном оси У, представляет собой отрезок синусоиды длиной в один период размером 2L. Замена в формуле (1) шага 5t на

ДУгсшг » частоты Г|р на обратную величину граничной длины волны 2L дает ДУ,со)( S L. Но из практики дискретизации импульсных процессов следует, что отсутствие эффекта наложения зеркальных частот гарантируется при выборе шага дискретности в 3 - 4 раза меньшего, чем требует теорема Юиелшикопл. С учетом этою получаем формулу (4). Считая, что ма глубинах более 3 км обьсктм размером менее L = 0.7 - I км не представляют промышленного интереса, имеем ДУш»! S 175 - 250 м.

Следует заметить, что это расстояние в 3 - 5 раз меньше расстояния между профилями, принятого и детальной 2D сейсморазведке (700 -1000 м). В сейсморазведке же 3D расстояние между соседними линиями средних точек обычно составляет 25 - 50 м. Ясно, что выбор такого расстояния диктуется не соображениями повышения точности восстановления изображений геологических объектов по их неискаженные дискретным изображениям - из этих соображении расстояния ДУцол уменьшали бы постепенно, в 2-3 раза, в 5 раз, но не сразу в 20 раз. На самом деле расстояние Ay,ÎOT резко уменьшили потому, что требуется сначала получить именно неискаженные дискретные изображения. Такие изображения получают с помощью сейсмической 3D миграции, устраняющей пространственный сейсмический снос п свободной от эффектов наложения зеркальных частот. Для выполнения мшрацнн шаг 175 - 250 м, не юпорл уже о 700 -1000 м к 21) сейсморазведке, совершенно неприемлем именно iu-за эффектов наложения зеркальных частот.

1.2. Рассмотрим особенности проявления эффекта наложения зеркальных частот при миграции на примере миграционного преобразования Кирхгофа временного сейсмического разреза с шагом ДУ между трассами.

Как известно, каждая точка О мшриропппною разреза получается весовым суммированием отсчетов мпгрнрусмого разреза, считываемых вдоль линии суммирования - гиперболы, вершина которой помешена в точку О, Рис. 1. Пусть отсчет мпгрнрусмого временного разреза в очередной его точке Л принадлежит сейсмическому горизонту, который в пределах некоторого числа 2п + 1 трасс мигрпруемого разреза, выбираемых в интервале

УЛ - пДУ < У < Уд + пДУ (3)

в окрестностях точки Л, аппроксимируется идеально регулярной волной с прямолинейной осыо сннфазностн и кажущейся скоростью V0". Все возможные гиперболы суммирования, которые в процессе миграции пройдут рано или поздно через точку Л, образуют пучок, изображенный па Рис. 1. Пслп считать, что в интервале (3) отрезки гипербол

суммирования мало отличаются от прямолинейных, и что суммирование вдоль пучка гипербол повторяется для всех точек мигрируемого временного разреза с фиксированной абсциссой Уд в исследуемом интервале времен, то рассматриваемая процедура совпадает с процедурой суммирования в методе РНП. Разница только в том, что результаты суммирования изображаются не в виде обычной суммоленты РНП, а для каждой фиксированной точки А располагаются на кривой, представляющей собой геометрическое место вершин гипербол суммирования, принадлежащих пучку с центром в точке А. Как известно из теории миграции по Кирхгофу, эта кривая (ее называют миграционной дугой) в среде с постоянной средней скоростью представляет собой дугу окружности, пунктир на Рис. 1. ._

I <

Рис. 1. К обоснованию взаимосвязи между миграцией и РНП

Используя аналогию с классическим РНП, результат миграции по Кирхгофу, рассматриваемой как суммирование вдоль пучка гипербол во всем интервале времен при фиксированной абсциссе Уд, назван нами миграционной суммолентой. Очевидно, что как и в классическом РНП, регулярным волнам на миграционных суммолентах будут соответствовать разрастания амплитуд, которые назовем миграционными разрастаниями. Главный максимум разрастания будет соответствовать синфазному суммированию регулярной волны в интервале (3), точка 0[ на Рис. 1. При значительных расстояниях ДУ миграционное разрастание растягивается по оси У и в его пределах кроме главного формируются и

N

побочные максимумы, обусловленные суммированием разных "фаз" регулярной волны, имеющих одинаковый знак. Эти побочные максимумы располагаются на миграционной дуге в точках 0| и 0.|, О2 и 0.2, и т.д. по обе стороны от главного максимума, Рис. 1. Растяжение разрастании идоль миграционной дуги и ([мрмироншше побочных максимумов - это проявление эффекта наложения зеркальных частот, обусловленных недостаточно малым расстоянием ДУ. На мпгрпрованных сейсмических разрезах этот эффект проявляется в виде хорошо известных специфических миграционных помех - кпазирегулярных волн с осями синфазкости в виде миграционных дуг. (Формирование подобных волн вследствие локальных "выбросов" амплитуд на мигрируемых разрезах здесь не рассматривается).

Миграционное разрастание в плоскости [уд] рассматривается только ради простоты изложения и потому, что направление у (вкрест расстановок приемников) считается в ЗЭ сейсморазведки критичным в смысле размера сети наблюдений. Сейсморазведке 30, разумеется, соответствуют объемные представления, которые ввиду громоздкости здесь не рассматриваются.

1.3. Обратимся к существующим правилам выбора расстояния между трассами мнгрируемого разреза для миграции без интерполирования (или после интерполирования) в направлении У. Обозначим это расстояние АУмнг-

Эмпирически для глубин 3 и более км принимают ДУкШГ = 50 м, реже АУмш- = 25 м. Для расчетов иногда рекомендуется использовать формулу (1), которую применительно к сейсморазведке представляют в виде

(4)

¿чр

где V" - кажущаяся скорость мигрнруемой волны. После подстановки V'- У/(2з1шр) для временных разрезов выражение (4) принимает вид

(5)

4Гф 5111 ф

Здесь <р - угол падения отражающей границы, V - средняя скорость до границы.

Формулу (5) иногда рекомендуют использовать для выбора предельно допустимого размера сети в 30 сейсморазведке. Однако она не вполне подходит для этой цели. В самом деле, при (р, близком к нулю, формула (5) дает неограниченно большое расстояние ДУмт- < ос, что слишком много, а уже при <р = 45°, V = 3000 м/с и Г,р = 70 Гц, например, формула

(5) дает ДУШГ ^ 15 м, что в 2 - 3 раза меньше значений, обоснованных эмпирически, даже без учета того, что прн импульсном режиме колебании (характерном для сейсморазведки) принято выбирать шаг дискретизации и 3 - 4 раза меньше, чем требуется теоремой Козслмшкопп. Аналогичную оценку ЛУМ,„ 5 15 - 20 м получаем и и случае использования (формулы (5) применительно к петпям годофафоп дифрагированных воли как линий суммирования при миграции но Кирхгофу на максимальном удалении от вершины гиперболы. Прн таком подходе угол <р имеет смысл угла выхода сейсмического луча. Следовательно, целесообразно опираться на эмпирически подобранные оценки, выбирая для надежности ДУМ1,Г порядка 25 м.

1.4. Покажем теперь, что для корректной миграции с предшествующим наклон-зависимым интерполированием достаточно иметь исходные данные с шагом дискретности ДУ|ШТ по координате У, определяемым соотношением

ДУ.ш, 5 | У/й^ « (6)

Здесь V - средняя скорость, 1<,г - время целевого горизонта на временном разрезе, ориентируясь на который выбирают величину ДУщ, а т -максимальная амплитуда таких осложнений оси сипфазностн целевого юризонта, которые считаются пренебрежимо малыми и не подлежат восстановлению прн интерполировании но дискретным отсчетам.

Чтобы доказать применимость соотношения (6), определим предельное расстояние ДУ„„Т как тот наибольший интервал, прн котором с помошыо интерполирования еще можно восстановить все интересующие нас частотные компоненты спектра 1Т(ку)1 самой сложной нелепой оси сипфазностн 1(у), какую только можно встретить на немнфироваином временном разрезе.

Будем считать, что самая сложная ось сипфазностн соответствует случаю наименее гладкой из всех возможных отражающих поверхностей. Очевидно, что наименее гладкая из таких поверхностей - это просто совокупность диффрагнрующнх точек. На временном р.ззрезе ей соответствует совокупность гипербол - либо одиночных, либо объединенных некоторой огибающей. Наиболее неблагоприятный для интерполяции участок гиперболы или огибающей - это участок максимальной кривизны. Максимальная кривизна, как известно, приурочена к вершине гиперболы. Представляя для простоты ось сипфазностн 1(у) единственной гиперболой, определим 1Т(ку)1 как спектр се участка в окрестностях вершины. Этот участок, очевидно, можно аппроксимировать косинусоидой

t(y) = to + x - x cos(ky y)],

(7)

касающейся пшерболы в точке [г0, у=0] ее вершины. При этом амплитуда т и частота ку косинусоиды оказываются взаимосвязаны, Рис. 2: чем меньше амплитуда, тем больше частота. Перебирая теперь аппроксимирующие косинусоиды в порядке убывания амплитуды (и роста частоты), выберем в качестве граничной частоты, упоминаемой в теореме Котелышкова, частоту ку = кугр той наиболее высокочастотной косинусоиды в формуле (7), которую еще нельзя считать пренебрежимо малой по амплитуде и которую мы еще хотели бы сохранить в спектре оси сннфазностн после интерполяции. Обозначая т,р амплитуду такой косинусоиды, определим ее частоту кугр из условия равенства кривизн косинусоиды и пшерболы в точке касания, т.е. равенства вторых производных в этой точке. Выполняя простые преобразования, переходя

Рис. 2. К обоснованию предельно допустимого расстояния ДУНИТ.

к длине волны А.,р = 2тс/ку.,р и учитывая, что в соответствии с опытом применения теоремы Котелышкова к импульсным процессам следует брать 4 отсчета на полупериод дискретнзпруемой функции, т.е. принимая АУинт = ^гр/8, получаем (6).

Г

Обоснуем выбор численных значений параметров в формуле (6). Естественно выбрать в качестве величины т шаг дискретизации сейсмической записи по времени. Обычно это 2 или 4 миллисекунды. При V = 3 ООО м/с для времен tor = I с, 2 с и 3 с "ри шаге 2 миллисекунды получаем из (6) ДУ,,„Т и 55 м, 70 м и 90 м, а при шаге 4 миллисекунды получаем ДУ,ШГ « 70 м, 110 м и 130 м. Эти числа заметно превышают величину ДУМиг ~ 25 м и принятое в 3D сейсморазведке расстояние между линиями средних точек (25 - 50 м). Тем самым доказывается перспективность сейсморазведки 3D по разреженной в разумных пределах сети наблюдений при обязательном интерполировании перед выполнением миграции по у. Разумеется, само интерполирование при этом должно быть наклон-зависимым и свободным от искажений, кроме тех неизбежных погрешностей, которые обусловлены дискретностью интерполируемых данных и учтены формулой (6).

Таким образом, формула (6) может служить для оценки предельно допустимого разрежения густоты сети полевых наблюдений при 3D сейсморазведке с учетом возможности последующего интерполирования записей

2. Качество полуавтоматического наклон-зависимого интерполировании можно повысить путем замены линейной процедуры выбора наклона на хштоадантинпую.

Способы наклон-зависимого интерполирования данных 3D сейсморазведки разрабатывали И.А.Кононова (1982, 1994), Е.А.Козлов (1982, 1991), J.Roncn (1987), V.Banlan (1987), S.Spitz (1991), D.G.Martinson and J.R.Hopper (1992), M.K.Cliase (1993), Лукьянова В.П., А.В.Бочков (1994), ll.Aman (1995), н др. В диссертации проанализированы две разновидности наклон-зависимого интерполирования - автоматическая н полуавтоматическая. Установлено, что более трудоемкое полуавтоматическое интерполирование, разработанное во ВНИИгеофпзпке н примененное в сложных структурных условиях бортов Прикаспийской впадины, дает лучшие результаты. Трудоемкость полуавтоматического интерполирования немигрированпых временных разрезов связана с тем, что до собственно интерполирования требуется проследить и увязать по ■ площади протяженные горизонты на этих разрезах. Так как эти разрезы заданы на разреженной сети наблюдений, увязка горизонтов но площади ие может выполняться чисто автоматически и должна проводиться иод контролем интерпретатора в интерактивном режиме. Если из-за трудоемкости этой процедуры прослеживают не все горизонты, а лишь наиболее

устойчивые и протяженные, то возможно снижение качества интерполировании.

Чтобы повысить качество интерполирования при полуавтоматическом прослеживании только наиболее устойчивых и протяженных горизонтов, или, иными словами, снизить трудоемкость полуавтоматического интерполирования путем перехода от прослеживания всех к прослеживанию только наиболее протяженных горизонтов, но не допустить снижения точности и надежности интерполирования, в диссертации предложено ввести автоадаптацию к наклонам горизонтов непосредственно а окрестностях точки интерполирования. Обоснуем процедуру автоадаптации.

Пусть выше и ниже (по временному разрезу) точки интерполирования С в У-сечении куба данных 30 сейсморазведки прослежены горизонты А и Б. Наклон ((11Л1у)Ас предполагаемой оси синфазностн в точке интерполирования С определяется интерполированием наклонов горизонтов А и Б для абсциссы ус точки интерполирования. Но и блнжайишх окрестностях точки С может существовать горизонт С, который не был прослежен, так как он короткий и неустойчивый. При этом его наклон (с!(/с1у)с в общем случае не должен совпадать с наклоном, вычисленным интерполяцией наклонов горизонтов А и Б.

Автоадаптацня сводится к тому, что в окрестности точки С автоматически определяется фазовый сдвиг между интерполируемыми (разреженными) данными независимо от того, присутствует ли здесь сколь-нибудь надежный отражающий горизонт. По фазовому сдвигу формально оценивается наклон {йИйу)с- Для интерполирования используется наклон (с!е/с1у), вычисленный как средневзвешенное из наклонов ((1Шу)АБ и (с!(Ус1у)е. используемых с весами соответственно \у'

ii = 1 -

Веса определяются интерпретатором для отдельных участков каждого данного У-сечения куба (или для всего сечения, или для ряда сечений) в зависимости от числа полуавтоматически прослеженных горизонтов и качества материала между прослеженными горизонтами. В свою очередь качество материала между прослеженными горизонтами определяется на основании оценки отношения сигнал/помеха получение которой

является частью алгоритма автоадаптацин:

АСР|(0) АСГп(0)

ССР,-„-?(0)

¿[АСР,,,,^) + АСРг2г2(0)]- ССР,1Г)(0)

Здесь АСР|(0) и АСР„(0) - функции автокорреляции снгиалыюн н мешающей компонент сейсмической записи в окрестностях точки С при

нулевом аргументе, ЛСР |,г, С) " ЛСР^г^О) - то же для ближайших к

точке С сейсмических трасс Г| н Гг шпсрнолнрусмых разрезов I к 2, а

ССР |',г, (0) - функция взаимной корреляции этих трасс п точке О се

максимума.

При низком значении £N11 следует больший вес придавать согласованию наклона в точке [уд] с поведением горизонтов А и Б, при высоком -фазовому сдвигу ближайших одноименных экстремумов. В начальном приближении веса можно задать следующим образом:

( I, ЯИЯ > М+1,

иг' = < (БЫЯ - 1)/М, I < < М+1,

1о, БМЯс!.

V/ = 1 - ^v'.

Исходя из обычно наблюдаемых значении $N11 в промежутках между опорными горизонтами, величину М можно выбрать в диапазоне 5 - 8.

Предложенный способ автоадаптации ослабит снижение качества интерполирования между прослеженными опорными горизонтами при несогласном с ними залегании рядовых (не прослеженных) горизонтов, расположенных между опорными.

3. Интерполирование целесообразно проводить непосредственно перед миграцией, выполняемой до пли после накапливания по ОСТ, но обязательно после тщательной коррекции остаточных статических и кинематических едпнгов.

Вопросами обоснования последовательности процедур обработки данных 30 сейсморазведки занимались А.И.Богданов (1983), А.К.Урупов п А.НЛевин (1985), Г.В.Матвеенко, А.А.Пудовкнн, И.В.Тищен'ко (1987); О.УПтаг (1987), Б.Р.Завалишнн (1994), В.С.Козырев и Е.К.Королев (1994) и др. Применительно к 30 сейсморазведке по разреженной сети наблюдений с применением интерполирования и выполнением миграции до и после суммирования этн вопросы детально не исследовались. В диссертации на основании анализа стандартного н специального графов обработки данных 31) сейсморазпсдкн показано, что интерполирование следует выполнять непосредственно перед миграцией до или после

суммирования, но обязательно после тщательной коррекции остаточных кинематических и статических сдвигов, так как этим сдвигам при интерполировании будет придана дополнительная пространственная коррелированность, что затрудняет распознавание и исключение остаточных сдвигов, в особенности статических. Этим доказывается положение 3. В соответствии с приведенными соображениями в диссертации рекомендованы рациональные графы обработки данных 3D сейсморазведки по разреженной сети наблюдений с применением интерполирования, в которых интерполирование располагается после завершения всех коррекции и контроля их качества, но перед 3D миграцией.

4. 3D сейсморазведка по разреженной полевой сети при условии правильно выбранной степени разрежения и последующей автоадаптивной полуавтоматической интерполяции, с обязательным контролем ее качества, способствует снижению стоимости 3D работ н техногенной нагрузки на окружающую среду без ущерба для решения геологической задачи.

Вопросами оценки качества результатов, а также геологической и экономической эффективности 3D сейсморазведки по разреженной сети занимались Медведев Д.К., Тнщенко И.В., Потапов O.A., Е.А.Козлов (1991, 1994), M.Mullcr ami W.S.French (1989), N.Neidell (1994, 1995),

5.Lancaster and P.J.Whitfield (1993), II.R.-Slu Khala-Ibekh (1995), J.B.Bednar (1996), O.Eiken and P.Meldahl (1996), и др. В диссертации проанализированы способы оценки качества интерполирования на основании результатов опытных работ по обычной (не разреженной) сети с ее искусственным разреживанием в ходе обработки, выполнением интерполирования и 3D миграции по смеси интерполированных и реальных данных, а также с параллельной 3D миграцией данных по обычной сети. Сравнение смеси интерполированных п реальных данных, с одной стороны, и чисто реальных данных с другой позволяет оценить эффективность выполненного интерполирования не только качественно, но и количественно. Качественная оценка получается путем внзуапыюг сравнения интерполированных и реальных временных разрезов (по одним и тем же линиям средних точек) и горизонтальных срезов куба данных (по одним и тем же временам t = const.). Количественную оценку дает построение разностных разрезов (из интерполированного вычитается реальный).

Демонстрация эффективности интерполирования выполнена в диссертации на примере 3D сейсморазведки с разреживанием сети (вдвое по сравнению с обычным для 3D сейсморазведки) на Астраханском газо-конденсатном месторождении (АГКМ). Перед 3D сейсморазведкой

ставилась задача уточнения структурного строения подсолевого продуктивного комплекса и выявления латеральных вариации емкостных свойств карбонатного коллектора башкирского яруса. Высокая э<|к||ск1 штос п. iii.uiojiiioiiiioro ni п с pi юл пропан ни показана сравнением пшернолиропппнмх н реяш.ных разре.юв по одному и тому же профилю, которые оказались визуально трудно отличимы друг от друга, lia основании анализа разностных разрезов показано, что для целевого интервала - сейсмического горизонта 1П, приуроченного к подсолевым продуктивным отложениям башкирского яруса - результат вычитания представляет собой белый шум, а для наиболее круто наклоненных горизонтов в покрывающей толще (крылья соляных куполов) запись на интерполированных разрезах отличаются от записи на одноименных реальных разрезах на величину, соответствующую погрешности определения слабо переменного по латералн статического сдвига в 4 миллисекунды, что для видимого периода записи порядка 40 - 50 миллисекунд можно считать пренебрежимо малой величиной. Таким образом, как качественная, так и количественная оценки свидетельствуют о том, что разрежение сети вдвое с последующим полуавтоматическим интерполированием при 3D сейсморазведке на АГКМ не повлияло на качество решения геологической задачи. Кроме того, независимо от работ диссертанта к реальным и интерполированным данным был применен метод сейсмической пнверенп с целыо оценки латеральных вариации емкостных свойств коллектора. Независимо от диссертанта сделан вывод (ВНИИгсофнзнка), что в условиях АГКМ интерполирование не привело к заметной потере точности и разрешенностн результатов сейсмической инверсии.

Вместе с тем, по данным Геофизической Экспедиции Производственных Работ (ГЭПР) НПО "Нсфтегеофизнка", переход на разреженную сеть, сделанный на основании результатов опытных рабог, позволил получить экономию около 40% от фактических затрат.

Оценить реальное снижение экологического ущерба за счет перехода на разреженную сеть по материалам работ на АГКМ не представилось возможным, так как работы выполнялись в культурно неосвоенной местности, экологически мало чувствительной. Однако разрежение сети вдвое привело к разреживанию густоты пересечений площади работ автотранспортом в 1.5-2 раза.

Таким образом, положение 4 можно считать доказанным.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТЕ

Khata-Ibekh Hussein R.-Sh. и др., 1995. Cost-cffcctivc 3D scismic surveying оГ complcx structures in Prccaspian basin. EAEO, 57th Confcrcncc anil Technical Exhibition. Extended Abstracts, Vol. 2, Glasgow, 1995, P5X4.