Description:

"Специальная тема First Break том 25, Сентябрь 2007 Обработка данных Погружение волнового поля на основе прямолинейных лучей в трехмерной среде: быстрое и гибкое. Straight ray datuming in 3D media: fast and flexible Tariq Ali Alkhalifah,1 Henk Innemee,2 Chris Benson,2 и Sarah Spoors2 представляют обоснование проекта, поддержанного GGS-Spectrum, который исследует некоторые инновации в обработке, основанной на погружении волнового поля на основе прямолинейных лучей в трехмерной среде и более эффективной, чем существующие версии. Общеизвестные методики погружения поля, подобные проверке Кирхгоффа или методу конечных разностей, требуют обоснованного выбора источников и приемников. Это становится серьезным ограничением для полгружения данных, полученных с использованием 3D установки обычного наземного сбора данных, из-за обычно разреженного интервала между источниками и приемниками. Чтобы избежать этого, мы расширяем методику (Alkhalifah and Bagianis, 2006) погружения поля на основе прямолинейных лучей (SRD), чтобы осуществить 3D геометрию расстановки при сборе данных. Также как и в двумерном случае, 3D SRD базируется на предположении прямолинейных лучей над и под поверхностью приведения с соблюдением между ними закона Снеллиуса. Это предусматривает применение SRD к общему пункту взрыва в одной операции (нет необходимости сортировать данные по общим приемникам). Аналогично, это может быть применено к общей группе приемников без необходимости сортировки данных удаленных от общего пункта взрыва. Эта особенность предусматривает большую гибкость в сборе данных, так как она требует, также как и в стандартном случае, чтобы либо источники, либо приемники осуществляли полное густое покрытие области. К тому же, SRD не требует детального описания близповерхностной скоростной модели, информации о статической коррекции, рассчитанной по данным профилирования методом преломленных волн, или любого другого обычно используемого метода, чтобы получить вблизи поверхности удовлетворительный временной сдвиг. Так же как и для проведения перепогружения, SRD может быть использовано для картографирования пространственно нерегулярно дискретизированных данных на поверхности дискретизации данных в регулярно дискретизированные данные на поверхности приведения. Фактически, хотя операция является частичной миграцией, она ослабляет дифракцию, генерированную неоднородностями над поверхностью приведения. Стоимость вычислений при применении 3D SRD больше, чем стоимость статической коррекции, но из-за ограниченного пространственного распространения и аналитического представления является гораздо меньшей, чем миграция по методу Кирхгоффа. Статические поправки вычисляются и применяются к поверхностным сейсмическим данным для компенсации эффекта топографии и латеральных скоростных вариаций в близповерхностной зоне (Cox, 1999). Их вычисление основано на предположении вертикального падения луча, а применение заключается в простом временном сдвиге, примененном ко всей трассе. В результате пренебрежения кривизной луча и других волновых явлений, статические коррекции в их стандартном виде имеют серьезные ограничения (Shtivelman and Canning, 1988). Обоснование проекта GGS-Spectrum является в настоящее время активно действующим спонсором в области развития методики для коммерческого пользования, которая может быть использована либо как альтернативная, либо как дополнительная при применении стандартной статической. Стандартная статическая коррекция обеспечивает неизменяемый временной сдвиг, предполагая поверхностную стабильность в слое выветривания и вертикальный сейсмический луч. Погружение поля на основе прямолинейных лучей, так называется методика, не предполагает вертикальное падение луча. Можно внести поправку за временные искажения в слое выветривания, возникающие из-за быстрых латеральных вариаций упругих параметров выветривания, и исключить гиперболичность в приращении времени пробега отраженной волны. Tariq Ali Alhalifah, профессор Королевского Общества Abdulaziz по Науке и Технологии Университета в Саудовской Аравии возглавил совместный с GGS-Spectrum проект по этому методу, который разрабатывался в течение последних девяти месяцев. Погружение поля с использованием волнового уравнения возникла как альтернатива статической коррекции и применяется в ситуациях, в которых предположения стандартной статической коррекции не действительны. Berryhill (1979) получил в вычислительном отношении эффективный вид интеграла Кирхгоффа для перепогружения суммированных данных, который затем был распространен тем же автором на досуммированные данные (Berryhill, 1984). Shtivelman и Canning (1988) обратили внимание, что схема Berryhill является в вычислительном отношении эффективной только для небольших интервалов экстраполяции, для которых статические коррекции часто являются обоснованной аппроксимацией, и предложили схему, основанную на асимптотике решения интеграла Кирхгоффа двумерного скалярного волнового уравнения. Однако, погружение поля страдает высокой стоимостью прикладных задач и требованиями доступа к хорошо определенной скоростной модели близповерхностной зоны. Также 3D стандартное погружение поля требует обоснованного отбора источников и приемников, что становится серьезным ограничением для погружения поля при использовании традиционной 3D установки наземного сбора данных, из-за обычно редкой дискретизации либо источников, либо приемников. 1 King Abdulaziz City for Science and Technology, Riyadh, Saudi Arabia. 2 GGS-Spectrum, Woking, UK. E-mail: info@ggs-spectrum.com (c) 2007 EAGE Специальная тема First Break том 25, Сентябрь 2007 Обработка данных Рис. 1 Схематическая диаграмма геометрического изображения SRD, которое в основном базируется на прямых лучах. Для реализации метода Кирхгоффа мы получаем время (для входных данных), которое дает вклад в (для выходных данных). Метод 3D SRD, представленный здесь, заполняет пробелы между простой, но часто не удовлетворяющей техническим условиям связанными с поверхностью статической коррекцией и более строгой, но в вычислительном отношении более дорогостоящей миграции Кирхгоффа до суммирования. В добавление к пользе использования метода 3D SRD в наземных сейсмических съемках в присутствии высокоскоростных близповерхностных слоев, предполагается, что метод SRD будет эффективен в обработке данных 3D, так как он, как правило, возможен при хорошо отобранных либо источниках, либо приемниках. Принцип SRD Реализация метода Кирхгоффа требует получения суммарной траектории (или импульсной передаточной функции) в пространстве входных данных. Характеристики SRD делают ее получение перспективной задачей. Некоторые из этих характеристик следующие: область ввода данных SRD и область выхода являются досуммированными, нерегулярная топография входных данных и возможно различные скорости со стороны источника и приемника. Мы получаем кинематику SRD, используя приближения геометрической оптики (на рис. 1 схематически представлены лучи, включенные в образование импульсной передаточной функции SRD). Лучи SRD выбираются так, чтобы удовлетворить закон Снеллиуса на границе поверхности приведения, и следовательно, Рис. 2 Схематическая диаграмма, показывающая положение источника и приемников общего пункта взрыва и содержащая сигнал, расположенный на времени 1 с и смещенного в SRD на 500 м в направлении оси и на 250 м в направлении оси , который генерирует сигнал отклика, показанный на рис. 3. Поверхность приведения залегает на глубине 200 м под рельефом. Импульсная передаточная функция зависит от скорости под поверхностью приведения (средние скорости), которая может быть первоначально установлена равной предполагаемой средней скорости. Применение закона Снеллиуса на поверхности приведения позволяет сведение поверхностного интеграла, необходимого в миграции Кирхгоффа (обычно применяется как две 3D операции для каждого элементарного источника и приемника), к поверхностному интегралу, прежде примененному (стационарная фазовая аппроксимация). Траектория суммарного оператора при использовании миграции методом Кирхгоффа зависит от смещения, высоты источника и приемника и от скорости в слое выветривания под каждым источником и приемником. Импульсная характеристика Для испытания метода 3D SRD, мы сначала исследуем импульсную характеристику на элементарной сейсмограмме общего пункта взрыва. Рис. 2 показывает конфигурацию источников и приемников элементарной сейсмограммы. Рис. 3 Горизонтальный срез импульсной характеристики на времени 0,71 с при обработке методом SRD, примененной к общему пункту взрыва с сигналом, смещенным на 500 м в направлении оси и на 250 м в направлении оси , как показано на рис. 2. Пик импульсной характеристики проявляется на времени 0,8 с и смещен на 538 м в направлении оси и на 271 м в направлении оси. Рис. 4 Скоростная модель с двумя горизонтальными границами, слоем выветривания и основным слоем со скоростью 2000 м/с. Слой выветривания включает высокоскоростную (4000 м/с) интрузию. Источник расположен на глубине 1000 м с приемниками, разнесенными на расстояние от 200 м до 1800 м (для примеров на рис. 5 и 6). Рис. 5 Вертикальный и горизонтальный срезы 3D общего пункта взрыва после статической коррекции (слева) и SRD (справа). Стрелки показывают на различие в качестве и в приращении времени. Объект голубого цвета относится к высокоскоростной интрузии. (c) 2007 EAGE Ключевые слова: приращение, кирхгофф, поверхность приведение, срез, вертикальный, миграция, временной, показанный, горизонтальный, импульсный, показать, модель, метод, топография, сбор, вблизи, пункт взрыв, область, скорость, результат, geophysics, волновой, наземный, суммировать, сместить, приемник, погружение, выветривание, хороший, необходимость сортировать, обычный, прямолинейный луч, применение, интеграл, berryhill, взрыв, поверхность, обработка дать, скоростной, характеристика, статический коррекция, srd, break, поправка, поле, break сентябрь, стоимость, элементарный, приёмник, положение, дать, луч, дифракция, получить, эффективный, очевидный, традиционный, погружение поле, операция, datuming, специальный, слой, общий, расположить, пункт, сентябрь, наука, обработка, отклик, применяться, общий пункт, либо, вертикальный срез, использовать, стандартный, прямолинейный, тема, ggs-spectrum, методика, применить, близповерхностный, добавление, из-за, смещение, коррекция, ось, метод srd, требовать, показывать, eage, слой выветривание, смещенный, поверхностный, приведение, проект, глубина, направление, скоростной модель, основа, источник, направление ось, статический, источник приёмник, сигнал, использование, высокоскоростной, реализация, интрузия