Description:

"4D сейсморазведка Использование анализа комплексных трасс для калибровки 4D и подавления 4D шума Henning Hoeber,1 Steve Campbell,2 Mel Dyce2 и Dave Whitcombe2. А последние 10 лет или около того прогресс в методике сейсмической регистрации и алгоритма обработки привел к устойчивому улучшению качества данных мониторинга и принятию методики для применения в разнообразных обстановках. Фундаментальный подход к 4D остается без изменений: близкое повторение геометрии наблюдения, за которым следует методика обработки в целях уменьшения остаточных различий. Но даже используя сложные 4D методики обработки все наборы данных 4D характеризуются некоторым уровнем остаточного шума при получении данных командами для их интерпретации. Вычитание двух 3D наборов данных убирает неизмененную геологию и дает ключ к пониманию и интерпретации изменений, вызванных добычей. Однако в разностных данных имеется ряд проблем. Первое, 3D шум от двух съемок разных лет добавляется к разностным данным (обе дисперсии шума вносят положительный вклад в разность). Второе, остаточная флуктуация фазы также как и временные сдвиги, связанные с добычей, осложняют интерпретацию разностных разрезов, и частой практикой является попытка провести локальную временную коррекцию данных с целью разрезов разности амплитуд. Мы также позже увидим что очень малые локальные фазовые неточности (флуктуация фазы) может быть причиной неповторяемости, измеренной в NRMS. (NRMS - часто используемая мера фонового шума 4D и определяется как RMS разности между трассами двух съемок поделенная на среднюю энергию этих трасс. Значения NRMS могут лежать между 0 и 2 и большие значения NRMS указывают на более шумную 4D разность.) Имеется множество решений этих проблем, самое простое подавление дополнительного шума (в реальности сглаживание высокочастотного дрожания фазы) перед тем понятие аналитического разложения разности 4D. Две компоненты данного разложения описывают разность 4D, принимая во внимание изменения амплитуды и фазы. Мы покажем что в некоторых условиях это может существенно уменьшить NRMS. Калибровка мгновенной фазы и амплитуды Анализ комплексной трассы (Taner et al., 1979) говорит нам, что мы можем комбинировать записанную трассу X(t) со своей квадратурной трассой XQ(t) для получения комплексной трассы. Таким образом, записанная трасса, т.е. реальная часть Xc(t), является произведением мгновенной амплитуды A(t) и косинуса мгновенной фазы y(t). На Рисунке 1 дается пример этого разложения на примере двух наборов данных съемок UKCS. Каждая записанная трасса является синусоидой частоты f(t), которая является производной фазы, модулированной амплитудой A(t). Эти характеристики часто применялись в обработке сейсмических данных (смотрите например Chopra и Marfurt, 2007). Используя разложение двух наборов мониторинговых данных мы имеем: Разложение, показанное выше позволяет нам собирать данные с амплитудой или косинусом фазы (далее называемым фазой для простоты), которые заменяются соответствующими значениями для других годов съемки. Мы называем это как производить вычитание 4D, а также различные мгновенные калибровка. В качестве альтернативы мы методики взаимного выравнивания сигналов (смотрите например Hoeber et al., 2005). При использовании данных методов рекомендуется получить дополнительные данные от интерпретаторов. На практике, мы рассматриваем кубы разности 4D с дополнительной калибровкой как новые атрибуты полученные по исходным разностям 4D поскольку большая часть интерпретации заключается в установлении того что становится частью калиброванных данных а что убирается. Ключевым моментом во всем этом является то что имеющиеся методики калибровки являются по своей природе статистическими - калибровка может быть запущена вручную например путем использования более локальных операторов и представлять собой интерпретацию разности 4D. И наоборот, в данной работе мы вводим можем рассчитать средние амплитуды и фазы. Обозначая средние значения чертой средняя мгновенная калибровка амплитуды становится: Средняя мгновенная калибровка фазы достигается путем: 1 CGGVeritas, Oslo, Norway. 2 BP, Aberdeen, UK. 2008 EAGE www.firstbreak.org Рисунок 1 Исходные данные (верхнее изображение) и соответствующие мгновенные атрибуты: амплитуда (посередине) и фаза (внизу), которые являются составляющими описываемой методики. Рисунок 2 Две сейсморассы (красный и черный) с 4D разностью (вверху); после калибровки мгновенной амплитуды (посередине) остаточная разность 4D объясняется только остаточным дребезгом фазы; и наоборот, после калибровки мгновенной фазы (внизу) дрожание фазы было убрано осталась только разница амплитуд. 80 twww.firstbreak.org (c) 2008 EAGE На рисунке 2 показан синтетический пример, в котором используются две трассы где вторая трасса была создана путем добавления небольшого остаточного локального сдвига фазы и амплитуды к данным в области импеданса. Мы видим что трассы хорошо увязаны по амплитуде после калибровки мгновенной амплитуды и что они хорошо выровнены если мы выбираем калибровку по мгновенной фазе. Методика очевидно идеально подходит для подавления остаточного небольшого дребезга фазы среди плохо выровненных сейсмограмм и позже мы увидим дополнительные примеры. Отметим что мы не радуем за использование калибровки мгновенной фазы для выравнивания данных по времени. При наличии крупных временных сдвигов рекомендуется каскадный подход при котором калибровка мгновенной фазы выполняется после начального выравнивания во времени с использованием взаимной корреляции или более устойчивых методик изменения масштаба трансформации. Мы можем рассматривать компоненты средних мгновенных атрибутов как общие области амплитуд и фаз. Общие части были введены Coleou, Hoeber, и Lecerf (2002) которые использовали методику пространственного факторного кокригинга для разложения разностного разреза на фазовую и амплитудную компоненты. Как отмечено выше ключом к этим типам статистического анализа является тщательный выбор параметризации с тем чтобы по неосмотрительности не удалить часть сигнала 4D при выполнении статистической калибровки. Альтернативная методика была недавно представлена Reid et al. (2005) который использовал SVD разложения при работе над данными перемежающихся съемок разных лет для разделения двух групп данных на четыре собственных или "айген" изображения общего части, разности 4D и двух частей остаточного шума. Имея обе эти методики форма 4D сигнала также как и шум содержатся в частичных разностях 4D съемок относящихся к общей части сейсмических данных. В условиях 4D может быть весьма полезно комбинировать два набора данных с разными характеристиками сигнал шум (смотрите например Duffaut et al., 2003) такие как данные океанического донного кабеля (OBC) и данные полученные с косой. Разность относящаяся к общей части может быть избавлена от шума с помощью разных операторов приспособленных под характеристики шума тех или иных данных. В данной работе мы уделяем внимание преимущественно данным полученным с косой таким образом будем использовать только среднее значение фазы и амплитуды (и мы используем термины "среднее" и "общее" как взаимозаменяющие). Мы отмечаем что более сложные общие части могут быть получены по мгновенным атрибутам. 4D сейсморазведка На рисунке 3 приводится обзор имеющихся методик о которых говорилось до сих пор. Теперь мы обратимся к приложению идеи к определению разности 4D. 4D разность в терминах атрибутов комплексной трассы После вычитания мы обнаруживаем следующее точное выражение разности двух данных в терминах их мгновенных амплитуд и фаз: или более краткая запись Это точное разложение разности 4D на два члена описывающих амплитудные и фазовые разности соответственно. Назовем первый член общая фаза а второй общая амплитуда. Например если в разности 4D преобладает изменение амплитуд и отсутствуют временные сдвиги вызванные добычей или наблюдается небольшое остаточное дрожание фазы то первый член доминирует в разности 4D. В этом случае калибровка мгновенной амплитуды существенно уменьшает 4D сигнал тогда как калибровка фазы уменьшает 4D шум. И наоборот на участках где данные имеют равную амплитуду но не лежат на одной линии будет важен второй член. Это разложение позволяет нам производить простую интерпретацию 4D разности на основе атрибутов и методик калибровки которые были введены в предыдущем разделе они также обеспечивают подходящий QC в целях проверки успешного выполнения процедуры выравнивания по времени при устранении небольших остаточных дрожаний фазы. На рисунке 4 приведено разложение данных для UKC на эти компоненты. Данные были получены без учета дальнейших работ 4D и таким образом большое количество фонового шума все еще остается после параллельной обработки 4D бинирования миграции Кирхгофа во временной области и общей калибровки. Аномалия 4D связанная с добычей четко видна на данных с калиброванной фазой при гораздо меньшей фоновой энергии чем на исходной разности 4D. И наоборот на данных с калибровкой амплитуд виден только остаточный шум 4D который указывает на то что влияние добычи на этом месторождении проявляется в амплитудных изменениях. На Рисунке 5 дается представление вышеозначенного уравнения. Мы иллюстрируем NRMS рассчитанные в скользящем окне (длиной 40 мс) и выводим его в виде непрерывного атрибута 3D а не просто упоминаем Ключевые слова: nrms, атрибут, специальный, проблема, hoeber, фаза, иметься, образ, май, данный, дополнительный, сейсмический, сейсморазведка, член, локальный, съёмка, частый, интерпретация, калибровать, общий, набор дать, статистический, дать, амплитудный изменение, характеристика, калибровка, исходный, остаточный, полученный, разрез, оставаться, break, позволять, вверху, компонент, комплексный, тема сейсморазведка, взаимный, дать калибровать, обработка, дрожание фаза, исходный разность, выравнивание, firstbreak org, лежать, мгновенный, трасса, рисунок, набор, значение, средний, сигнал, записать, lecerf, калиброванный, разностный, область, получить, использование, связанный, смотреть, амплитуда, дрожание, firstbreak, небольшой, специальный тема, мгновенный фаза, разложение, использовать, мгновенный амплитуда, методика, существенный, цель, остаточный шум, съемка, добыча, вызвать, вычитание, изменение, амплитуда фаза, комплексный трасса, видеть, временной, eage, seismic, фазовый, путь, break май, шум, временной сдвиг, описывать, cggveritas, калибровка мгновенный, группа, простой, наоборот, показать, анализ, амплитудный, результат, разность, мгновенный атрибут, получение, фоновый, тема, подавление, сдвиг, org