Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Разработка методики и алгоритмов сейсмо-голографических преобразований профильных и площадных сейсмограмм для неоднородных и сложнопостроенных сред

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

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики и алгоритмов сейсмо-голографических преобразований профильных и площадных сейсмограмм для неоднородных и сложнопостроенных сред"

, > ч

ГосуичрстяеиннЯ чомитет ГСЖТ по гесчогии и ивпппьяопянич яедр

Научно-пр^игропстрпниое госуп^жтпенное пролпрнятко по гргфпичесним работам' m нефть и гсп

/11ПП1 "Н? -¡гге ге о i л ш*. " /

Bo»oom»i't1 'щу'но-исл i? ччст"i ьскиИ ш<"титуТ гог«-фИПИЧРПКПХ рлзпещп!

/ШШО^игткп/

Нл rrpsnax рукописи

МярЧЧЛЧРСКиЯ НяуУ ЯИ!!^7СПИ«

Раэрпботка методики и алгоритмов соПомп-гг>логрп'$т>?ских прео^рпэоггшнй про^и.^ьикх ¡т плошчпикх cftítaüerpnvM ил*» нчоаяорощш и с.тгнопоотроэшшх оряд

Сп^шмыгсть 01.00.12 -

г*-ofiiiзïiT?4Cfne м«?топн поисков ра"зв»1ки naierjiPíx ископаемых

Ант сребрят

диссертации на соноктша уиеноя степени каппипата T°»!uweci'iix наук

М^скра - Г991

С/1//А

г / t.-

Работа выполнена в Киевском геофизическом отделении Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института /УкрШГРИ/ Государственного комитета Украиш по геологии и использованию недр "Госкомгеология"

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Ю.В.Тимошин

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор

A.К.Урупов

кандидат технических наук

B.В.Попов

Ведущее предприятие К01АЭ ПГО "Укргеофиьйка"

Защита диссертации состоится «оС^ «¿¿¿{¡СуоЛ992 г. в /X/ часов на заседании Специализированного Совета

Д 071.06.01 при Всесоюзном научно-исследовательском институте геофизических методов ралвепки /ЬШШГеофизика/ по адресу: 101000, г.Москва-Центр, ул.Чернышевскпго,22.

С диссертацией иожно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного Совета, кандидат технических наук

Ц.Чияов

' Актуальность проблемы. Повышение эффективности сеЯснораз-«,ведк^,при поисках и разведке углеводородов тесно связано с разработкой новых алгоритмов и программ дифракционного /сейсмоголо-графического/ преобразования, впервые предложенного Тимошиным Г).В. в i960 г. Теория и практика Д-преобразояания послужили основой становления сейсмической голографии, которая получила развитие в работах Алексеева A.C., Бирдуса С.А., Васильева С.Л., Гольдана C.B., Дядвры В.А., Козлова Е.А., Мерщия В.В., МешбеяВ.И., Нахамкина С.Д., Петрашеня Г.И., Пилипенко В.Н., Рапопорта М.Б., Телегина А.Н., Урупова А.К., Цацяо Е.Л., Цибульчнка Г.Ы., Беркаута А.Дж., Гаэда-га Е., Клаербоута Дж., Робинсона Э.А. и других исследователей.

В настоящее время основной задачей сейсмоголографических преобразования /СГ-преобразопаний/ является построение сейсмических изображений среда. В условиях сложнопостроенных и неоднородных сред с резким изменением скорости распространения волн по латерали для решения этой задачи необходим учет преломления волн на наклонных и криволинейных границах, трехмерности волнового поля; детальное изучение скоростей распространения волн в среде; разработка эффективных средств борьбы с шумами преобразования и др. Эти задачи наиболее эффективно могут решаться на основе СГ-преобраэований первичных сейсмозаписей.

На основе СГ-преобразованиЯ может быть повышена эффективность решения и других задач, в частности, оценки зависимости коэффициента отражения от угла падения на границу плоской сеПс'шчэской волны, вычитания кратких волн-помех ti т а.

Исследования выполнены я соответствие с подразделом общесоюзной программы НТП 0,50.03 и республиканско-t программ Pf 1-50.02.

1^лыо работы является:

а/ повышение эффективности СГ-преобразований и условиях сред ч реакции латеральными скоростными }1еодноро.шюстями на основе ; обработки первичных сайсмозанксей профильных и площадных наблюдений и определения скоростей распространения волн й среда;

б/ повышение ш основе СГ-преобразований точности определена параметров слоистых геологических сред с использованием динамических особенностей сейсмических волн.

Основные задачи исследований

1, Разработка злем&нтов теории и алгоритмов двумэрноро ц объемного Д-преобраэовшшл первичных свйшозаписей для моделей слоистых сред с розним изменением скорости распространения волн по латерали.

2, Разработке методики СГ-првобразовашй для изучения структурного строения районов развития солянокулольной тектоники на примере Дцепровско-Доноцкой впадшш /ДЦь/.

3, Разработка элементов теории, алгоритмов и программ скоростного анализа на основа Д-преобрааования сейсмограмм ОГВ и довольного ринтезирования апартур-ДСА /Гимоиин Й.Б., 1983/ й фокусировки цнтлих источников /^-преобразование/ для профилыдах в рло-щадаых систем наблюдений.

4, Исследование способов повышения точности определения скорости ролерочних волн Упри эксперимента на продольных волнах/ и плотности пород в слоистых геологических средах по зависимости коэффициента отражение ог угла падения на границу плоской волна, ■ получаемой на основе СГ-преобрааований.

На/чна^ новизна:

- разработаны элементы теории, алгоритмы и методика применения

-Г1-

двумерного и оСминого Д-преобрзэованая первичных с«йсмозяписей в условиях слоистчх сред о латеральными скоростными «родагр-чаюсго-ми но основе интограла Кирхго-^-ПоТочопа;

- рззряОртакн -»лемситы теории, влг^-ир>.н и поке-шм облает ярпмекеютя способов определения НМвЕгигш* и пластояых ск нп основе Д- и И-ги^разсг^ш»" данных прзфпяьных и плорудных нчбладений в срепнескоростой, вертикалы^-нпдноролиоП и слзистоп с произвольными границами раздела средах;

~ игяледоэзш известнне и предложен тзнч устойчивый сис-пб определения скарости ппиереипчх воли 'пра пкеперик--<нт<» на продольных вилках/ и плотности пород по ззряск-лостя козф^ичн'-нта итрате-имл от угла тдалю к» границу плоской се^мипрской волну. базируются на алгоритмах определения такой завизичсстя с помогал СГ-прсобраяоганч?. данных нзяемиах или сквзшшик нч'/л 1 пений.

Практическая _игнщ^ть^ Применение рззраротаино;! иет-'дкки ч программного обеспечения СР-лреобрчяорян.тй для неоднородных и сло*иоп~строеннчх ерзд п-чзпачило р -/слов«як солянокупоят»лто-нкки ДДв п Вр'кэспаПекой ргсдипм получить твуп гчгчюп'^:';/^ информацию о строе-,¡¡ш с-'яяинх !г;:кга и подсолсвых от*оч«ии'Ч. В усло-рппх криптависпирояой т-'ктосякк Керченского ¡юиуострова получена новая геологическая ¡п!$ормация, кпдоподпч стремя гли-ины- дпа-иирзп.

а праиаворлвв. Програго»ш»> об^спечкч;«? я метода*» с^Лсиогологра^яческвх 1реобраясппки;? для нвогаюрс.пньпг я си»ожнопостроеилчх: «Р""Л внедрены з (1Г0 пУкрг-?офяз'.1ка", ПРО "Крскгеология", ПО "Еслорусгеологтг", С0!'Э 1Т;0 "Кязрудгрология", Ш10 "Окс-иггология'', тресте "Злпщ.и-{аопй1»гсо.Щэи»"ч" к иШ НПО "Рукгео ;пгшка", Общ« ^оипыцчвскиЯ

.14'? 1~-ч'>

-б-

вффект or внедрения разработок в I9S6-I990 гг. составил 98.1 т.р.

Алр"бация работы. Основные результаты работы докладывались на всесоюзных семинарах "Сейсмические методы поисков и разведки полезных иснопаемых" Жиев, 1983, 1985-1991/, всесоюзной школе-семинаре по пространственной сейсморазведка /Москва , 1988/, XI Губкинскме чтения /Москва, 19В9/, всесоюзном семинаре "Площадные- сейсмические наблюдения и трехмерная обработка отраженных волн" /Москва, 1990/, 36-м Ыекдународном геофизическом симпозиуме /Киев, 1991/ и др.

П-убдикации.

Основные положения диссертации опубликованы в 12 работах.

Объем. работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав с поглавными выводами, заключения и содержит 148 страниц текста, 4? иллюстраций,'8 таблиц и 22 приложения. Список литературы включает 146 названий.

Автор выражает' искреннюю благодарность своему научному руководителю доктору технических наук, профессору Тимошину Ю.В., оказавшему значительное воздействие на формирование взглядов автора на рассмотренные в данной работе проблему, зав.отделом КГО УкрНИЩ! доктору технических наук Васильеву Ю.А., сотрудникам лаборатории сейсморазведки неощюродных и слоинопостроенных сред ИГО УкрНИГТИ и в первую очередь кандидату технических наук Ь'ерщию В .В., Ханки-ну A.JL, Чижик А.И., Меламеду Н.К., Ыаслзшшковой Д.А., Сеыенец O.K., Кисляк Т.В., Лодлискер С.С., а также кандидату физико-математических наук Вирдусу С.А., способствовавшим выполнению и оформлению работы.

Содержание работы. Цр введении обосновывается актуальность проблемы, цели и задачи исследований. Обсуждается применяемая тер-»

мкнология, сформулированы основные эащигцчемне положения.

В первой главе рассмотрены свойства и особенности реализации СГ-преобразований, основанных на решении скалярного еолнового уравнения с постоянными коэффициентами, кметецие важное значение для постановки более общей задачи для неоднородной моцели сряди.

На основе аналила спектральных свойств различных СГ-преобра-зований /конечно-разностных, спектральных и базирующихся на интеграле Кирхгофа/ при дискретной функции волнового поля, показано, что в условиях неоднородных и слоишопостроенных сред важную роль при СГ-преобразованиях приобретает сопряженное Д-лреобразовапие первичных сейсмозаписей в пространственно-временной области.

Во второй главе рассмотрены вопроси, связанные с СГ-преоб-разованиеи для сред с латеральными скоростными неоднородностпми. Приведен обзор основных современных способов учета латерзльшх неоднородностей скорости при СГ-преобразованиях. Показано, что алгоритм "глубинной миграции" /Хатгон Л., Лернер К.Л., 1пибсон B.C., 1976/ обладает существенными технологическими недостатками. Реализация указанного алгоритма да:;;э в варианте 15° - аппроксидаши вызывает существеннее трудности. Конечно-разностные преобразования для неоднородных сред, базирующиеся на полном волновом уравнения .'¡¡лешкезич À.JI., 1987; Пилипенко В.Н., 1990 и др./ чувствительна к резким скачкам скорости на границах раздела, что затрудняет их применение в условиях солянокуподыгай тектоники. .Алгоритмы типа "замещения слоя" /Беррихил Д.Л., 1979; Клаербсут Д.Ф., 19ВГ, КоростьшевокиЙ М.Б., Ясонов С.М., 1982; Клушин C.B. и др., JSW, Левит А.Н., 1990 и др./ обладают тем недостатком, что для офТ-эк-тнрного решения задачи прослеживания отраяаздих горизонтов в условиях латеральных скоростных неоднородностей необходимы априорные

сведеиня со' :ruix горизонтах, frnt аигори-ши -гак-«« весьма чувстви-тупыш к }«.iHvxwu скоростшх неллнародиостей и скачкам скоростей »а ндч. Аягоркгии, ociujwiitiM на теории рассеянии в рм.тах пркбли-киши голии~1>ори /!£:>•=« fi.II., Цлсс-/а.Ы П., 1979; Акоксеов A.C., Kpt'.'UOB А.iL , JSeptwiC r.i. , 197'J 11 Пр./, ПЛОХО ЯрИС1ЮСО«:лОНЫ к разкки и;ч|егЫ1.:ки скоростной функции как по патеилли, так и по одщсаяп. A'u'aj'-iii;ооильн»»йзе на послойном Д-иреоОрязованим <; пересч'.-юм ваии'-uoi'ü поля на гориэйгл-алыше уроспи внутри среди /Глсгсйгки:! В,М., Ньйны МЛ'., Финикса Д.Б., IVU4; Бнрдус С.Д., 1$6я/ или ча К|»>лллш!ейи1:.: ¡"¡■ин'лци риадвла слоев /Ььсияьев С. А. и др. li'Vb; Попов B.B., l-.nb/, а танка ии:сг[аяшЩ алгоритм Д-пре-»разоеаиия, в «-.тории г.ал-ипуетоя иегкг.ирбсиичшй прв-

пбраасьлпия Akuiöc-ü B.ii., Еогтям ¡'.А., ч'ер-гицкийЛ.М., 1980/, орвсш-.фэьцш иа о0|ч>йот»у г.; c-'i'i-iumx до&роди», wo сив*аьг vis.

Алгоритм conpjj'hsmkji .j Л^я слоисгоГ: модели

с.ре.щ о латералмснш скоросышт нео;июрс1;нлс,гзми /Тимошин Ю.В., Pö;hi.ia)i Jl,!i., Мгфиалевспзй H.A., 1у?У/, oo»n»aaii»H на птч'грало и'ирхгпфь—'^'балеьа, позволил ире.ишчеть ряд гехнллогичаеких труд-ион тей. Прак-1Иче-сЕ4и к-аиташш разрабо-гиинил на этой основе прогрет Л'имаиши Ю.В., l'ui« ILA. > ИарыидевскаЙ Н.Я. и .ар., 1637; l'sü.ioii.Hü EUL, Biipajc С.Д., Mapwasfнекий Я.Я., 1986 и др./ свйдо» Tdubo-i'byof о {«ß.M.Bi'.oi'H такого подхода к СР-прообрчэоваииян пер -еичнмх сеЯсаозаиисей бьз рсекого уле^аченвд мсш,листог. имз:-:цихся средсть вичаС'ШтеяьииЛ чьхжки,

iVi.KMinei.i BOJiHUBOPt, ybarii-ihiw для спайоиводнородиой ГрОДЫ /прй малых iv,i:6ii«fi:.,ix крчфйпмьита-з Лиме и шотности среди № интервала, рав>.о„1 ц/.miu г.о»,мы/ fö^hSfcft .ш-гегрш: Кир-хгофа-СоСолева, шлемций

-9-

ЕИД /Гииошин Ю.В., 1978/:

'sijiioaoiív,

где U ~ функция Грина; [[¿1~" (W(t ) ~ граничная функция роли , ного поля; "С - функция запаздывания. удовлетворившая уравнению эйконала а соо^а^лстаукпая времени пробега волны, дифрагированной в точке И среды, от источника колебаний до точек Н поверхности наблюдений I

В ксоцкородной среде обьэкный член интеграла /I/ не равен нуля, как ото ш.;ее? место в трехмерном интеграле Кирхгофа. Поэтому сбнуленио обьемного члена, отвечаю-цегэ за рассеяние водни, приводит к исключению многократного рассеяния. $ункиия' Грана удовлет-

i

соряэт о:.отек? уравнений эйконала и Гамильтона:

^а^т^л-йт; ш

В райках указанной аппроксимации интеграл Кирхгофа-Соболева при выборе граничного секина колебаний в виде условий Дирихле запишется следующим образом:

uCM.ib-éíjG^tfi-^Mjdl. Ш

Цлд построения функции • V !¡¡r. в уравнение /3/ необходимо решить ачя кяядоз точки среды прямую динамическую задачу на основании уравнения /2/, <:?о позьоия^т при помоця этоа функции учесть $св граничные условия негодной задачи. Однако практически осуществить расчет и учесть значения функции Грин?, в катдой точке среди » S5Ctüh;í!3!3 время не представляется воам"¥.ныи из-за весьма аначи-

1-э«к.ч 1480

телыгых затрат временя ЭБМ, необходимого на эту процедуру. К тому же с такой точностью не известны свойства среда. Различные аппроксимации интеграла /3/ связаны с упрощением функции Грина.

В практических реализациях Д-прообразование для неоднородных 1 сред функция Грина упрощается до вида 0=const и используется интеграл

А/

г

где VV . - весовой множитель.

В случае \Д/= Cotibi интеграл /4/ полностью соответствует интегралу /Ы при вырождении волны преобразования в плоскую волну. Поскольку на практике такие условия, как правило, не выполняются, то интеграл /4/ в этом случае исиег рассматриваться, как К - ' эквивалентное преобразование с постоянным весовым множителем.

В разработанном автором алгоритме Д-преобразования, основанном на интеграле /4/, расчет годографа волны преобразования, /функции Х- / для задаваемой слоистой подели среды производится • сеточным методом на основе принципа Ферма. Расчетная сетка образуется путем разбиения скоростной макромодели среды вертикальными линиями, проведенными с равномерным иагом. Времена пробега волны внутри каждого слоя вычисляется аналитически в соответствии со скоростной моделью слоя /однородная, вертикально-неоднородная и т.д./.

Для кавдой точки /узла сетки/ на границе /начиная со второй, так как время ¡з первом слое рассчитывается по прямому лучу/ время прихода волны определяется по следующей формуле:

t-Г' {Xo)--m'tn[ii +"tiM iХо")2, (Ы,2...п) ft/

где С к - время пробега волны от К-го элемента расстановки на профиле до точки *о на ^ +1 -ой границе; 4 - время прихода волны из точки К на поверхности к I -тын точкам ^ -ой границы; (Х„> - вг-емя пробега волны в пределах -го

слоя .от; точки \ на | -ой границе, до точки Ха ш ] + ' граница; а - количество точек на с - ой границе.

.При допущении о том, что лучи, выходящие из одной точки, не пересекаются, ш нахождения времени прихода волны в точку Ка по формуле /5/ необходимо в двумерном варианте задачи 2-3 итерации, в объемном варианте - 10-12 итераций.

Ниае линии начала изображения Бремена прихода воя>ш определяются не только до скоростных границ, но к до точек вертикалей изображения. Для умоиьзения времяемкозти алгоритма 'времена прихода

I

волк рассчитываются на во всех точках вертикалей изображение, а только р тех, которые ограничивают заранее задаваемый интервал.

I

Величина интервала вибираетая таким образом, чтобы внутри него зрзнена прихода пали мокио было определить линейной интерполяцией. Опытным путем установлено, что наиболее приемлемая для практических целей величина •такого интервала составляет зо временном масштаба 64 «я.

Для практической реализации алгоритма объемного сопрякенного Д-прчобраэования предполагается. что среда выше и нита резкого преломлякщего горизонта является среднеокоростнсй. Скорость распространения вол1ч>1 до утсго горизонта задаем я ч виде карты скоростей, а ниже - в виде набора оредкеокпросткых: кривда? вдоль форппруз-. мога вертикального среза осъешдаго изображения. Рренмуч;е<;тэа объем- | ного сопряженного Д-преобразования перец другими видами трехмерная СГ--преобразований заюдочаетсз в том, что на его основе можно рааат висимо друг от друга формировать срезы объемного сейсмического

изображения по любым поверхностей. Это позволяет эффективно осуществлять увязку сейсмических изображений, построенных по отдельным пересекающимся профилям и как следствие разрядить систему регулярных площадных наблюдений по оси У, что существенно сокращает затраты на площадные сейсморазведочные работы.

Под руководством и при непосредственном участии автора в системах С1|3-3 и ЬРРМ /система обработки ПГО "Укргеофизака"/ были разработаны программ сопряженного Д-преобраповчния для па однородных сред 51>РГ< /двумерный вариант/ и йРРР /трехмерный вариант/.

На примере теста, полученного в результате ультразэукового моделирования, показано, что учет преломления волн в процессе СГ-прообразований наиболее оф^юктивзя в случае обработал первичных сейсмозаписей.

В третьей главе рассмотрены вопросы определения скоростей СГ-преобразсваний на основе сопряженного Д-преобразования, Д-пре-образования сейсмогрсиш ДСА и М-преобразования данных профильных плэ;дадных и скважшшых наблюдения.

Энергия сигнала на сейсмическом изображен;!;!, полученном при сопряженном Д-преобразовании, зависит от скорости. На этом основан пришил ее определения. Нами показано на примере яф|вктивно-однородной подели, что точность определения скорости на основэ сопрятгеннлго Д-преойразозанил зависит о? вида К-зквивалоктного оператора преобразования и величины апертуры преобразования. Для дчучерннх К-эквкгалентньпс преобразований найдены г.омпенсирутацяе фильгрч, поээолящиз получать несмазанные оценки ,::<}«рективны'< скоростей. Так для Д-преобраппвания с весовкм множителем и/-^ оператор Нг такого кокпеисирукцего фильтра имеет вид:

НР(иг к*,^)-^ ^-К^ПГ, /6/

где ur - временная частота, К* - пространственная частота, te - вромя положения границы на сейсмическом изображении при скорости преобразования рпшюп N1?,г . На основании выражения /б/ и онрштяния пля амнчятуяы сейсмического пзобрчтения, порученного в результата Д-преобраэования /Гольлип C.B., 1984/ мотет быть получена рекуррентная формула для оператора компенсирующего фильтра любого двумерного К-эквивалентного преобразования с Wz* , где X рациональное число. В частности, если , то

П/

где \V, и v/j. - recorre множители К-оквивалоитннх опара-торов Д-преобразования, Нр, и Нге - соотретст-вулцчо ин операторы кемпеисирург1,их фильтров.

Как видно из выражения /6/, компенсирующий фильтр при является многоканальным. !Ь ссновпнии рекуррентной формулы /7/, можно получить, что при нсигтнсирущиА фильтр

HF (ur,W'^i>tt"VVM-ur /(3/

становится одноканальпмм п реализуется наиболее пр^стш образом.

В условиях неоднородной среды в общем слушв анапчтнчасш'.1 вич оператора ког'лелсируючего фмьтез н'гГ/м нрвоэногно и определение скороегей здг-сь наиболее целесообразно осуществлять но осн^вч алгоритмов, на требующих анализа воличини амплитуда нч изобрзккнии. Такиз алгоритмы осулрствляотся на основе Д-првобрчзования сейсмограмм ДСЛ /Саттлегер Д, 1975; Ме.ибей В.И. а др., Г?Я5/. Hw-t исследована свойства укатанного способа скоростного анализа. Г.дзря-ботэды ачгоригм и прпградма \|J>SA'í в системе Clf.-З, преднаэнч-

ченкйя для oc'p.vootKH двумерных и площадных данных, В случае резкого изменения скорости по латерали определение скорости осу. ществляется послойно на оанове программ SDPtf или SDPP , используемых в режиме обработки сейсмограмм ДСА. Проведенные исследования показали, что недостатками этого способа является его низкая помехоустойчивость по отношению к собственным шумам преобразования и помехам наблюдений, и также зависимость определенной в пространственном варианте скорости от величины сейсмчческрго едоса по оси у ,

В условиях, когда ъ пределах апертурн наблюдения граница может быть аппроксимирована плоскостью, указанные недостатки могут бить преодолены при использовании двумерного и объемного М-лре-образэьания. Определение скорости на основе №-преобразовании обладает положительными качествами как сопряженного Д-праобразовацир /высокая помехоустойчивость при определении энергии фокуса/, так и Д-преабраэовагаш сейсмограмм ДСА /возможность анализа фазовой структуры фокуса/,

В условиях вертш:ально-цео,инородных сред послойное Ы-прео.брз- ;' оованиа ыожзт быть использовано для прямого определения интервалу ной скорости, которое является более точтж /Рульц П.С., 1982/, чем основанное на пересчете з^рективных скоростей. Известные спо- . собы определения интервапьных скоростей, основаакые на послойной продолжении сейсмограмм многократных перекрытий /Газ.даг Е, Сгуадзе-ро Л, IS84/ требуют значительных затрат времени ЭВМ. ß то ве время способ, основанный на М-прообразоианпи, легко и технологично ' рьышзуется как в двумерной, так » в трехмерном вариантах.

Приведена примерь/ определения аффективных и шшстових око' ростей на овноре двумерного и объемного М-преобразования по тестовым и реальным материалам. Погрешность определения пластовых ска-

ростей на тестах оказывается на уровне 1%, а эффективные скорости могут быть определены и с более е"сокоа точностью.

Принцип фокусировки бал использован нами такт? для определения пластових скоростей по данным сквалинних наблюдений при значительном удалении источника колебаний от скважины. Принцип заключается в Том, что при обращенном продолжении на поверхность, зарегистрированного в скваяине волнового поля, падающая волна фокусируется в источнике только в случае V-Vnp . В роботе приведен тестовый пример определения пластовой скорости указанным способом, при котором, благодаря учету преломлении роли на промежуточных границах бшш обеспечена точность выше I%.

Сьорссти, определенные на основе рассмотренных способов используются для последующих сэйсмоголографических преобразоЕзкий. Учитывая высокую точность их определения и независимость от структурного фактора они могут использоваться также для целей ПГР.

В четвертой.главе рассмотрены вопросы,связанные с повышением точности определения скорости поперечных волн /при эксперименте на продольных волнах/ и плотности пород по зависимости коэффициента отражения плоской сейсмической волны от угла падения ее на границу. На протяжении последних 15-20 лет этой проблеме уделяется большое внимание Лзортфельд 0., 1962; Лки К., Ричарде П., 1983; ГаззавеЙ Г.С., Ригелэ Г.Д., 1984 и др./. Вместе с тем, точность определения параметров среды, на основании которых делается заключение о ее свойствах, остается низкой, и аьализ зависимости амплитуд отраженных волн от удаления источник-приемник часто носит качественный характер /Осграидзр В.Г., 1984; Пудовкин A.A., 1988 и др./. Привлекая средства СГ-преобразований для определения зависимости коэффициента отражения от угла падения, можно повысить точность определения указанных параметров. В практической реалиэа-

цик указанном ьадачи, как правило, ориентируются на то.тсто-слсистуи мп.яйль среди. В случае, корда мощность слоев И частотный состав сейсмического сигнала такови, что не дают основания вял аппроксимации реальной среди толстослоистой моделью, определяемые параметры носят са(акхер аффзкгкивлс, т.е. действу»* те »:& ограничения, что и ь псзвлоакустическом каротаже /Гогоненков Г'.Н., Петсрсед Р.И., 1Ус32/, широко используемом для оценки акустических кестностеЛ среди.

Для определения пластовой скорости и плотности пород достаточно иметь зависимость амплитуды отражеиних волн РР, Р5 млн £5 от угла падения волны на границу, скоростную модель среди по одному из типов указанных вол» /чаща РР/, сведения и плотности пород V, скорости поли \/г /при зкеперииента на продольных волках/ з одном из слоев исследуемой толца. При отсутствии сведений о плотности и скорости поперечных волн производятся оценки этих параметров чаре; скорости продольных волн.

Дкя определения параметров среды иепользувтея форм/ли притца, линеаризованные в превлолохении малости скачка свойств иг, границе. В отоц случае риражб:-ше для коя^Дицие^та отраже:;:ш иаеот виц /Аки К., Ричарде П., 1983/:

+ 1

где В (0) - оавионмость коэффициента отражения от уг.чц б-/эдеоь 6, -угол падения, а в{, - угол прохои-дйийя волка/}

¿УргУр^У^.^ ЦгХЬрЬ; А^Ч-Ь,-,

^P.iVfiiVfr,, V»t>?( i - скорости про дольних, псшеречньч ьолн

и плотности соответственно в еерхнйм и шшюм слое.

Неизвестнце параивтри Vs¿ И ft при закрепленных нара-«(Л'рак VpuVpa)V5, и определяются на основе формулы методом наименьшие кьадрагоь. Пискольку oduimo зависимость Щэ) шнзпест-на, а иувьстна оавигпмость A(ö) , где А амплитуда отреченной предельной полны, HfcoexoiiHMu модифицировать формулу /"9/. Нами для •".••roil цзли испол.-зоваии цла подхода:

1. Нормализация функции А(О) значением Д(О) .

2. Получение величины ашщитудц падаьцзй нолик Ко по оценке но^рлциеита up» третьей члене вираженир /Э/, который при

работа с акал елу дамп отраженных ноли имеет епц Д0 . С

учетом известной зеличшш параметра определяется воличина

Ас . Р

На ipiiwepü четырех моцельл.чх зависимостей А(Q) , осложненных 0«лым цукай, и рэвлтн реилизшшях с отношение« ä/fl-1, i -.'шли гсьучену >жнки Vil и , которые и среднем для обоих алгоритмов, исиолкзувдах здвисикос-гь А (в) , оказались близкими, но намного менее точными, чем параметры, оиреиеленнив но ьаэиси-ыоотн R(и) . Б последнем случаи била достигнута устойчивая оценка Vsa и Уг "«'«в при ь.чсоком уровне нерегулярной помехи.

Указании!! эксперимент свидетельствует об актуальности решения мдочи определения imh>ucui;..;cth й (О) . Для атой цели, применительно к данным наззшшх: пайаадвний, для случая плоской отражающий граннш»' с прсияаольним углом наклона авторш г>ил преддокеи способ АЬриахьвский Н.Я., Смюнец О .И. , 1900/, заключающийся в следующей. Пусть волновое поле A"(x,t) образовано пересчетом исходаго волнового поля А(*,Ь) , .чарегистрироваымго на повь-р/ностн

наблвдения в верхнее полупространство на уровень целевой границы, а - волновое поле, образованное пересчетом поля А(к;Ь)

вниз также на уровень целевой границы. Зафиксируем в пространстве пересчитанных полей точку с координатой (х£, ). Если этой точке в поле Д" (х^) соответствует некоторая п - кратная волна, распространяющаяся между целевой границей и поверхностью наблюдений, то в поле А+(Х.-Ь") этой точке будет соответствовать

п-И - кратная волна, отразившаяся от той же целевой границы, В этом случае' справедливо равенство:

Оценка на основании выражения /10/ позволяет в значи-

тельной степени ослабить влияние на нее факторов направленности источников и приемников колебания, конверсии и т.п. На той «а основе автором был предложен алгоритм Л1армалевский Н.Я., Семенец О,И., 1990/ вычитания кратных волн-помех. В случае горизонтально-слоистых срод задача упрощается. Здесь для определения Я (б) или вычитания кратных волн достаточно одного пересчета поля в верхнее полупространство на уровень 2. И , где И - глубина целевой границы. При отом вместо поля А + используется

исходное волновое поле А(Х,1)

Приведены модельные примеры определения зависимости К. (©) и вычитания кратных волн способом продолжения волновых полей. В последнем случае эффективность способа подтверждается сравнением с известными способами вычитания кратных волн.

В работе рассмотрен» также алгоритмы, основанные на обращенном продолжении на целевую границу волновых полей, зарегистрированных в скпаисино, позволяющие получить оценку параметров Уб^и ?г.

В пято!? главе рассмотрена разработанная автором методика СГ-преобразования сейсмических записей в условиях солянокупольной тектоники ДЦв. Методика базируется на Д-преобразовании первичных сейсмоэаписей профильных и площадных наблюдений, определении скоростей СР-преобразований и увязке сейсмических изображений, полученных по пересекающимся профилям.

Преимущество разработанной методики показано на примера профилей 18/3179 и 36/2984 Котляровской площади и профилей 10/3068 и 13ЛЮ88 Чутовской площади. Оно проявилось в улучшении просле»и~ ваемости отражающих границ в нижней пер!/.и и карбоне. На профилях 36/2984 и 18/5179 применение разработанной методики позволило существенно уточнить положение нестратиграфической границы, образованной на контакте козырысовой соли и никнепермских хемогенов, конец корреляции которой в большинстве случаев контролирует ножку штока, являющуюся объектом сейсморазведки. Положение конца этой границы на сейсмических изображениях, полученных с применением программ, не учитывающих преломление смещено по латерали относительно изображений, полученных по программе ЗТ)Р.Ы или БСРР В режиме обрао'отки первичных сейсмозаписей на 500м-600м. Учитывав малые размеры ловушек углеводородов в условиях солянокупольной тектоники ДЦв такая погрешность является недопустимой. Необходимо отметить, что указанная погрешность сохраняется и в том случае, когда миграция с учетом преломления осуществляется по временным разрезам.

На профиле .10/3068 Чутовской площади ДЦв показана эффектна- . дость работы программы 6РР>1 в режиме обработки сейсмограмм ДСА с последующим корреляционным накапливанием сейсмических изображен ний. В указанной режиме обработки был существенно понижен шум пре-

образования, что позволяла повысить его разрешающую способность и выделить ранее не проследи ватцугося подсолевую ¡футсзалегаюаую границу, примыкающую непосредствен/го к тгоку, наличие которой подтверждено скиакиноП.

В аакяючении изложены ссногний результаты, полученные лично автором:

1. Разработаны элементы теории и алгоритмы двумерных и объемных сейсмоголографических преобразований первичных сейсмтзаписей

и временных разрезов для сред с латеральными скоростными неодно-родностями на оснозе интеграла Кирхгсфа-Соболера.

2. Разработана, опробована и внедрена в произгодство методика сейсмоголографических преобразований для условий солянокупольнсй тектоники ДЦв.

3. Исследованы способы, разработаны алгоритмы и покчзаны области применения скоростного анализа сейсмораэвед^чяых данных, полученных в результате профильных и площадных наблюдений, на основе Д- и М-преобразований дая'м'нелей среднескоростшй, вертикально-неоднородной и слоистой с латеральными скоростными неодно-родносгями сред.

4. Исследованы с;тцзствую>цие, предложен и опробовал на тестовых материалах новый более устойчивый способ определения скорости поперечных если /при ¡эксперименте на продольных волнах/ и плотности пород пс зависимости коэффициента отрлкетга «ЛЬгзпеской волны от угла ее падения на границ}', основанный на линспризованнчтс формулах Цеппчитт.

Ь. Предложен новый способ для оценки рависимости коэффициента отражения сейсмической волны от угдч падения ее на границу, основанной на сейсмоголографическич продоя.-^няп волнового ноля н

верхнее и никнее полупространство на уровень этой границы. На том же принципе предложен и опробован алгоритм вычитания кратных рощ помех.

6. Под руководством и при непосредственном участии автора р системе СЦС-3 и SPPM разработан комплекс программ, включающий в себя: программу двумерного и объемного Д-прэобразовання первич-¡шх сейсмозаписей; программы определения скоростей сейсмогологра-фичесних преобразований для профильных и площадных chctjm наблюдений на основе Д- и М-преобразоааний. Комплекс прошел широкое опробование /более 500 пег,им профилей/ и внедрен в производство.

Основные защищаемые положения:

1. Д-ораобраэование первичных сейсмозаписей стропильных и площадных наблюдений, учитывающее преломление волн на промежуточных границах - важное средство повышения точности и разрешающей способности сейсморазведки в условиях сред q резкими латеральными скоростными неоднородностями.

2. Двумерное и объемное Д- и М-преобразование являются важными средствами для разработки способов определения скоростей распространения волн в средаескоростной, вертикально-неоднородной и слоистой с лзтерзльными скоростными неоднородностями средах.

3. Иетодика сейсмоголографических преобразований в условиях сред с латеральными изменениями скорости, основанная на двумерном и трехмерном Д-преобразовании пврвитде сейсмозаписей с учетом преломления волн на промежуточных скоростных границах ц определении скоростей Д-прэобразования,. разработанная на примере районов развитие солянокупольной тектоники ДЦв.

4. Волновые продолжения сейсмических полей наземных и сква-кинных наблюдений в верхнее и нижнее аолупрогтранство на уровень

целевой границы являются основой алгоритмов оценки зависимости коэффициента отражения /преломления/ от угла падения на границу плоской сейсмической волны, на базе которой с помощью линеаризованных формул Цеппритца может быть повышена точность определения скорости поперечных волн /при эксперименте на продольных волнах/ и плотности пород в слоистых геологических средах.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. О свойствах Д-преобразования при изучении сред с наклонными границами // Вопросы методики и техники геофизических исследований. - Львов: УкрНИГРИ, 1976. - Вып.5. - с.21-23 /соавтор Ф.Л.брандт/.

2. Сопряженное Д-преобразование для неоднородных сред // Геофизические исследования в Днепровско-Донецкой впадине и Предкарпатье. - Львов: УкрНИГРИ, 1979. - с.3-И /соавторы Ю.В.Тимошин, Л.М.Гейхман/.

3. Голографическое Д-преобразование для продольных, поперечных и обманных волн /тезисы доклада/ // Многрволновая сейсморазведка. - Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1985. - с.38-39 /соавторы Ю.В.Тимошин, В.В.Иерщий, А.И.Чижик/.

4. Учет горизонтальных скоростных неоднородностей при голо-графическом преобразовании сейсмических записей // Геология и геофизика. - 1987. - № 3. - С.86-95 /соавторы Ю.В.Тимошин, Л.Д.Гик и др./.

5. Сейсмическая голография в неоднородных средах // Разведочная геофизика. - 1980. - Вьш.107. - С.27-31 /соавторы Ю.В.Тимошин, С.А.БирДус/.

6. Скоростной анализ на основе сейсмоголографических преобразований /тезисы доклада/ // Состояние и основные пути развития методики комплексной интерпретации геолого-геофиэических данных для решения нефтегазопоисковых задач в Красноярском нрае.-Красноярск. - 1990. - с.32-33.

7. Определение параметров геологических сред. - М., 1990.

- 39 с. - Деп. в ВИЭМС 26.09.90, № 316 - МГ 90 /соавтор 0.И.Семене«/,

8. Способ объемной сейсморазведки /A.C. № I53970I СССР,-МКИ. - Бюллетень изобретений, 1990. - № II. - С.181 /соавторы Ю.В.Тимошин, Ю.А.Васильев, С.А.Бирдус и др./.

9. Способ скважинкой сейсморазведки /Положительное решение Госкомизобретений СССР от 24 мая 1990 г, на выаачу авторского свидетельства по заявке № 4640469/25 /соавторы Ю.А.Васильев, Ю.В.Тимошн и др./,

10. Сейсмоголографические преобразования для неоднородных сред // Фундаментальные проблемы нефтегазогеологической науки, кн.I. - м.: ВНИИОЭНГ, 1990. - С.158-172 /соавторы Ю.В.Тимошин и .др./.

11. Методика широкоапертурного объемного профилирования MOB // Труды международного геофизического симпозиума. - Киев, 1991. -C.I68-I77 /соавторы Ю.В.Тимошин, Ю.А.Васильев, В.Я.Золотаренко, С.А.Бирдус, И.Ю.Тимошина/.

12. Программно-методический комачекс обработки данных профильных и широкоапертурних площадных наблюдений на основе принципов сейсмоголографии и сейсмолокации. // Там же. - С.200-210 /соавторы С.А.Бирдус и др./.