Description:

"Влияние регуляризации на миграцию данных многократных сейсмических наблюдений (Effect of regularization in the migration of time-lapse data) Gordon Poole и Didier Lecerf из компании CGG Technology, London, UK" Введение В случае 4D сейсмических исследований цель состоит в том, чтобы наблюдать за изменениями сигнала в коллекторе, который может улучшить наше понимание динамической системы коллектора и дать возможность оптимизировать процесс добычи. Для успешного изучения шум должен быть минимизирован, так как величина сигнала, связанного с 4D эффектом в общем случае мала и имеет тот же самый порядок, что и шум. Существует множество причин неповторяемости при морских 4D сейсмических исследованиях - различия в условиях регистрации сигналов, в параметрах окружающей среды, в процессе обработки данных. Когда мы сравниваем наборы данных многократных сейсмических наблюдений этот не повторяющийся шум останется и будет препятствовать интерпретации данных. Временная миграция Кирхгофа до суммирования (PreSTM) - это технология обработки данных, используемая в сейсморазведке при разведке и мониторинге коллекторов. Эта схема миграции является привлекательной, поскольку позволяет учесть скоростные поля, изменяющиеся в пространстве и во времени, при миграции данных. Эта процедура является уместной только для наборов данных с гладкими скоростными контрастами, поскольку любые резкие скоростные изменения (например, приповерхностные неоднородности) добавляет остаточную энергию в разрез в виде "улыбок" миграции. Даже с гладкими скоростными полями другая форма шума миграции берет начало из близкой к оптимальной интерференции оператора миграции. Поскольку при выполнении PreSTM используется симметричный оператор (не как в случае Глубинной миграции до суммирования), то лучшая возможная конструктивная и ослабляющая интерференция требует квадратных бинов с общей срединной точкой (ОСТ), расположенной в центре бина. Кроме того, трассы в кубе данных с единичным выносом должны быть моноазимутальными (или иметь одинаково распределенное азимутальное содержание для каждого бина) и монооффсетными. Если миграция не была остаточной шум останется в виде отпечатка системы измерения данных. В 4D исследованиях где каждый набор данных имеет немного различные параметры измерения каждый повторный набор данных характеризуется своей собственной моделью помех миграции. Этот шум некоррелируется между повторными съемками и появляется в виде энергии на разностном разрезе. Использование весовых схем в алгоритме PreSTM может помочь при подавлении шума нормализуя выходные данные миграции. В общем случае регуляризация данных на входе оптимизирует конструктивную и ослабляющую интерференцию что позволяет нормализовать амплитуды на осях синфазности а так же подавить улыбки миграции. В этой статье мы оцениваем уровень шума миграции от близких к оптимальному положений точки записи в среде с постоянной скорости для алгоритма Кирхгофа PreSTM. Кроме того, мы выделяем некоторые технологии обработки которые позволяют понизить уровень шума миграции. Исследование оператора PreSTM Операция PreSTM по Кирхгофу состоит из образования результирующей трассы амплитуд на основе соседних трасс. Оператор PreSTM выражает фактическое время распространения энергии из источника к приемнику через точку отражения через среду которая характеризуется заданной среднеквадратичной (RMS) скоростью. На Рис. 1 показаны времена пробега PreSTM для единственной входной трассы с выносом 2000 м в среде с постоянной скорость 2000 м/с. Данный отсчет амплитуды на входной трассе размажется вдоль изолинии соответствующей входному времени. Заметим что оператор PreSTM является строго эллиптическим вблизи поверхности и становится кольцевым по мере увеличения времени. Ось симметрии располагается вдоль оси источник-приемник. Различия в азимуте отражены вращением оператора вокруг ОСТ. Мы ожидаем что различия во временах пробега в отношении к азимуту будут намного большими в верхней части разреза где оператор является более эллиптическим чем в глубокой части. Изменения в положении ОСТ приведут к переносу оператора что будет сделать проблематичным на всех временах пробега. Изменения в выносе также влияют на эллиптичность оператора на дальних выносах он растягивается по оси источник-приемник. Амплитуда этих разностей для горизонтальной модели среды с постоянной скоростью может быть исследована путем вычитания импульсных передаточных функций PreSTM для различных геометрий наблюдения. На Рис. 2 показаны временные срезы импульсного отклика PreSTM на двух различных временах. Поверхностный рефлектор расположен на времени 200 мс а глубокозалегающий рефлектор на 1000 мс. Временные срезы оператора были сделаны на времени 50 мс выше рефлектора вне зоны Френеля. Из этого анализа мы видим что различия оператора миграции по отношению к азимуту и выносу уменьшаются по мере увеличения времени пробега однако остаточная энергия относящаяся к положению ОСТ остается значительной даже на большой глубине. К шуму миграции приводят не отдельные отклики миграции скорее сумма конструктивной и ослабляющей интерференции между откликами от всех входных трасс. В следующем разделе мы исследуем это явление более тщательно для множества нерегулярных параметров измерительной системы используя синтетические данные. Шум миграции для синтетических данных навигации Опорные навигационные точки для трехмерного куба данных были воссозданы со следующими характеристиками нулевой азимут ОСТ в центре бина и моноофсетность трасс (500 м). Опорные данные были беспорядочно возмущены для получения навигационных данных в неоптимальных положениях точки записи. Неоднородности имели максимум ±20 по азимуту ±50 м по выносу и ±7 м по положению ОСТ на инлайнах и кросслайнах они рассматривались как отдельно так и в комбинации с квадратными бинами размерами 12.5 м. Для каждого набора навигационных данных были созданы синтетические данные для однородной среды с постоянной скоростью содержащей горизонтальные отражающие границы. Нормализованные среднеквадратичные значения (NRMS) обычно используются как критерий повторяемости сейсмических данных через всю последовательность процедур обработки. Значение NRMS может быть выражено как среднеквадратичное значение (RMS) разностного разреза отнесенное к среднему RMS двух исходных разрезов для заданного временного окна. Уравнение для NRMS (Kragh и Christie, 2001) выглядит следующим образом: NRMS = √(RMS(a-b)^2 / (RMS(a)^2 + RMS(b)^2)) где RMS(a-b) - RMS значение амплитуд разностного разреза а RMS(a) и RMS(b) представляют собой RMS значения амплитуд исходных разрезов. Рис. 3 Синтетическая модель все слои имеют скорость 2000 м/с Рис. 4a Графики зависимости значений NRMS от различных ошибок измерения Измерения NRMS были сделаны между результатом работы процедуры PreSTM для каждого сценария возмущения и набора опорных данных Окно NRMS включало оба вида остаточной энергии для каждой отражающей границы и "усы" миграции над ними. Модели и окна NRMS показаны на Рис. 3 Данные PreSTM NRMS показаны на Рис 4 Рисунок 4a отображает тот факт что шум миграции от изменений положения средней точки сохраняется для всех времен пробега Остаточная энергия относящаяся к изменениям азимута и выносов проблематична только в верхней части разреза и с увеличением времени пробега уровень энергии падает. На Рис 4b мы комбинируем различные атрибуты навигационных данных Типичная схема измерения включает изменения всех трех комбинированных атрибутов поэтому мы можем ожидать различий в результатах миграции на всей глубине сейсмического разреза. Технологии обработки данных стремятся регуляризировать данные относительно одного или нескольких таких параметров. Рис 4b иллюстрирует тот факт что для этого синтетического набора данных мы могли надеяться сократить уровень шума миграции в два раза на времени 1000 мс используя регуляризацию средней точки. Реальные положения точки записи трасс образуют некую схему и расположены не случайно В этом случае мы не можем предполагать что они будут иметь тот же самый отклик как те которые мы видим в этих синтетических примерах навигационных данных. Однако эти синтетические тесты показывают относительный вклад различных параметров системы измерения данных в шум созданный процессом PreSTM. Инлайновое центрирование бинов При морских съемках мы можем использовать преимущество регулярной дискретизации данных в направлении косы чтобы сделать регуляризацию ОСТ вдоль траектории движения судна. Пространственный аляйсинг в этой области минимизируется посредством высокой плотности приемников на косе. Кроме того конструкция группы предоставляет защиту в виде пространственного антиаляйсинга. Входные данные воссоздаются в новом местоположении таким образом чтобы средняя точка попадала в центр бина по оси инлайна. Повторное перераспределение пространственных точек может быть выполнено посредством пространственной sinc интерполяции или обратного преобразования Фурье Геометрия данной процедуры показана на Рис 5 Использование области пунктов возбуждения (ПВ) позволяет избежать нерегулярного шага по средним точкам выносам и азимутам перед сортировкой данных в кубы равных выносов. Кроме того этот способ является очень быстрым и устойчивым в применении. Офсетная регуляризация Далее мы можем использовать регулярные положения точки записи в направлении траектории движения судна для минимизации шума миграции. Ключевые слова: измерение, базовый, миграция, показанный, временной, азимутальный, показать, prestm, многократный, среда, исследование, средний, мс, центрирование, точка, пв, способ, область, скорость, нерегулярный, ост, результат, центр бина, geophysics, центр, сейсмический, приемник, точка запись, разрез, инлайна, алгоритм prestm, среда постоянный, центрирование биновый, пространственный, значение, набор, пробег, схема, разностный, видеть, съёмка, nrms, break, положение точка, регуляризация, различие, неоднородность, duijndam, разностный разрез, мера увеличение, параметр, положение, ус, факт, дать, сделанный, близкий, пп, meeting, кросслайновый, fourier reconstruction, процесс, трасса, навигационный, апрель, сортировка, биновый, набор дать, отношение, система, решение, параметр измерение, изменение, входной, остаточный, минимизированный, преобразование, уровень, data, общий, повторный съемка, значение nrms, повторный, пункт, оператор, break апрель, постоянный, обработка, ослабляющий интерференция, шум миграция, кросслайна, отклик, фурье, уровень шум, амплитуда, кросслайн, использовать, фокус, малый, преобразование фурье, rms, шум, бин, ось, остаточный энергия, eage, возбуждение, запись, азимут, увеличение, синтетический дать, регулярный, вынос, направление, полученный, разность, апрель фокус, процедура, источник, pham, технология обработка, постоянный скорость, энергия, синтетический, сигнал, верхний, инлайн, средний точка, наблюдение, кирхгофу, препятствовать интерпретация