Description:

"Новая синергия между построением сейсмических изображений и океанографией. The new synergy between seismic reflection imaging and oceanography S.M. Jones,1* R.J.J. Hardy,1 R.W. Hobbs2 и D. Hardy1 Аннотация Эффекты влияния изменения температуры и минерализации океана на сейсмограммы стали широко известными углеводородной промышленности в 1993 после проведения больших трехмерных сейсмических съемок в Канале Faroe-Shetland. Десятилетия позже убедительно показали, что данные традиционной сейсморазведки на отраженных волнах хорошо отображают термогалинную структуру океана. За прошедшие пять лет было установлено, что сейсморазведка является инструментом, который позволяет эффективно изучать ранее недоступные большие океанские объемы с высоким пространственным разрешением. Мы рассмотрим стадии обработки, требуемые для построения изображения океана, используя сейсмические данные, полученные во впадине Rockall, к западу от Ирландии. Когда понятна причина сейсмической отражательной способности, сейсмические изображения могут, в конечном счете, использоваться, чтобы измерить пространственное изменение в структуре океана, что должно значительно увеличить наше понимание климатической системы. У промышленности есть шанс помочь в картировании океана, облегчая доступ к существующим сейсмическим данным и делая водный слой на новых сейсмических данных доступным для академического исследования. Способность предсказать пространственное и временное изменение в океанской температуре и течениях, за небольшую дополнительную стоимость по сравнению с сейсмическим сбором данных, должна также помочь промышленности в разработке и управлении месторождением. Введение Разведка залежей углеводородов расширилась до глубоководья в течения прошедших двух десятилетий. Расцветающая глубоководная сейсмическая база данных, полученная во время этой фазы поисково-разведочных работ, теперь приносит прибыль в различных областях. Когда стандартные методы обработки сейсмических данных нацелены на водный слой, можно получить неожиданные изображения, которые в настоящее время оставляют след в океанографическом сообществе (иллюстрация 1). Предоставляя метод для отображения детализированной океанской структуры в беспрецедентно больших объемах, совместные действия между океанографией и сейсмологией обещают пролить свет на новые проблемы, такие как смешивание океана, изменение климата, и стабильность континентального склона. Мы сначала описываем хронологию новых совместных действий и затем поясним стадии обработки, требуемые для получения сейсмических изображений океана, используя пример впадины Rockall, к западу от Ирландии. В конце, мы обсуждаем значение новых изображений и для океанографии и для углеводородной промышленности. Акустическая океанография Эффекты изменений в океанской температуре, минерализации, и течениях на отражении сейсмические изображения стали широко известными углеводородной промышленности в 1993, после осуществления больших трехмерных сейсмических съемок в канале Faroe-Shetland. Различия во времени пробега в водном слое более 20 мс на границах были сначала приписаны погрешностям в позиционировании, так как у водного слоя, как первоначально предполагалось, была фиксированная сейсмическая скорость. Скоро стало понятно, что разности времени пробега вызваны изменениями в сейсмической скорости в морской воде в ходе съемки, связанными со смешиванием более холодных вод севера Исландии с более теплыми южными водами, которые несет Гольфстрим. Сегодня задача о переменной скорости в воде все еще проблема, как для трехмерной обработки так и особенно для 4D сейсмического мониторинга при управлении месторождением нефти (Barley, 1999; Bertrand и MacBeth, 2002). Задача была первоначально обработана, используя подход вертикального статического сдвига, заимствованный из обработки наземных сейсмических данных. Этот подход решает и затем корректирует изменения в средней скорости водного слоя (Wombell, 1997; Ксу и Pham, 2003). Приливные колебания в толщине водяного столба также способствуют изменению во времени пробега, и статический сдвиговый подход может использоваться для одновременной корректировки приливов и вариаций сейсмической скорости (Lacombe и др., 2006). Mackay и др. (2003) обсудили возможность измерения сейсмической скорости в воде, прямо используя анализ подобия и инверсию прямых волн, но заключил, что эти методы являются слишком громоздкими, чтобы обычно использовать на больших глубоководных трехмерных объемах данных. Вместо этого они осуществляли динамическую (то есть функцию времени и угла) коррекцию, которая имеет больше общего с методом замены слоя чем со сдвигами вдоль вертикальной траектории луча, используемые для статических коррекций. Ни один из этих подходов не объясняет вертикального изменения в сейсмической скорости, и не дает объяснения, почему существенные изменения могут произойти во время съемки вдоль одиночной линии. 1 School of Natural Sciences, Department of Geology, Trinity College Dublin, Dublin 2, Ireland. 2 Department of Earth Sciences, Durham University, South Road, Durham DH1 3LE, UK. * Corresponding author, E-mail: stephen.jones@tcd.ie. (c) 2008 EAGE www.firstbreak.org В то же время в поворотной статье, написанной за пределами нефтегазовой индустрии, Holbrook и др. (2003) показали, что данные традиционной сейсморазведки на отраженных волнах могут предоставить картину структуры океана. Ранее отмечалось низкое качество сейсмических изображений структуры океана (Gonella и Michon, 1988; Phillips и Dean, 1991), однако Holbrook и др. (2003) впервые направили стандартные процедуры обработки на водный слой для обеспечения изображений хорошего качества и отметили, что это может принести значительный вклад в океанографию. Holbrook и др. (2003) использовали сейсмические данные с акватории северо-восточной Канады, и сравнили эти изображения с ограниченной информацией о температуре океана, полученной в хода 3D съемки, и с результатами вертикального профилирования проводимость-температура-глубина (CTD), полученных в ходе отдельных океанографических исследований. Эти сравнения предложили, чтобы термогалинные (температура и минерализация) вариации через внутренние границы в пределах водяного столба вызвали достаточные скоростные и плотностные контрасты, чтобы объяснить энергию, отраженную в пределах водяного столба. Первый специализированный эксперимент, который собрал и сейсмические отражения и океанографические данные, был проведен через континентальную окраину недалеко от берегов Норвегии в 2003 (Nandi и др., 2004; Holbrook и Fer, 2005; Pramo и Holbrook, 2005). Данные с норвежской окраины, которые показали сильные отражения от водного слоя, в синтетических сейсмограммам, вычисленных по соответствующим профилям вертикальной температуры и минерализации, так же показала, что термогалинные вариации в масштабе сейсмической длины волны были существенной причиной отражений. Далее о сейсмических разрезах океана сообщили из Калифорнийского залива, Фолклендских островов, Плато акватории Faroe-Shetland, прибрежной Иберии, западной тропической Атлантики (Подветренные острова), Мексиканского залива, Соломоновых Островов, и прибрежной Ирландии (иллюстрация 2; Ocean Science Meeting, 2006). Было придумано несколько различных названий новому Рисунок 1 Отражающие поверхности на глубинном сейсмическом разрезе в водной толще в пределах впадины Rockall, к западу от Ирландии. Цветом изображена сила отражения (красный цвет – высокая амплитуда). На вставке изображено положение линии на ЮЗ окраине впадины Rockall с топографией дна, а так же отмечены точки измерений CTD (проводимость-температура-глубина). 52 www.firstbreak.org (c) 2008 EAGE Рисунок 2 Положение совместных экспериментов сейсмологии океанографии (зеленые звезды) и важные области разведки на нефть и газ (желтые окружности). Глобальная термогалинная конвекция схематично отмечена синими стрелками (глубокие холодные течения) и оранжевыми стрелками (поверхностные теплые течения), красным отмечен области, где приливная энергия рассеивается вследствие крутой топографии морского дна (Egbert and Ray, 2001); отражательная способность водного слоя может быть связана этими явлениями. Многие из сеймических исследований появились в виде аннотаций (Ocean Science Meeting, 2006) использованию отраженных сейсмических волн. Убежденные сейсмологи чеканили термины сейсмическая океанография и геофизическая океанография, чтобы описать то, что является для них новым направлением исследования. С точки зрения океанографа сейсмическое профилирование методом отраженных волн всего лишь последний элемент серии методов, которые использовались в том, что уже известно как акустическая океанография. Например, высокочастотные (десятки и сотни килогерц) узкополосные эхолоты, обычно используемые для того, чтобы обнаружить косяки рыб по акустическому обратному рассеянию, могут также использоваться, чтобы изучить внутренние волны и определить турбулентные области на мелководье (Wesson и Gregg, 1994). Эти изображения имеет несколько общих черт с теми, мы собрали использующиеся традиционные сейсмические измерения, хотя у них большая разрешающая способность по горизонтали и менее глубокое проникновение. Звук был передан через все океанские бассейны, чтобы с помощью томографии сделать вывод о десятилетних изменениях в температуре океана. Такие применения акустической океанографии основываются на более чем полувековых оборонных исследованиях. Субмарины скрываются ниже низкоскоростной зоны, связанной с границей между верхними и нижними слоями воды." Ключевые слова: reflection, океанский структура, традиционный сейсморазведка, mixing, holbrook, break август, phillips, сейсморазведка, профиль, проблема, иллюстрация, скорость, сейсмический изображение, вынос, прямой, морской дно, lacombe, внутренний, шум, пробег, морской, использоваться, линейный приращение, изучение, функция, доступный, вариация, эффект, океанографический процесс, область, минерализация, глубоководье, набор дать, org, вставка, коррекция, существенный, сигнал, получить, сейсмический отражательный, отражательный, океан, использовать, прямой волна, водный слой, измерение, изображение, сейсмический дать, пространственный, миграция, project, eage, волна, слой, отражательный способность, постоянный, окраина, показать, смешивание, съёмка, вертикальный, изменчивость, pearse, метод, океанский, university, сейсмограмма, связанный, съемка, течение, океанография, предлагать, geophysical, прослеженный, суммирование, firstbreak, км, jakubowicz, ирландия, вопрос, трёхмерный, вода, климат, ocean, leading, расстояние, сейсмический, постоянный скорость, schmitt, благодарить, leading edge, структура, стратегия, интерпретированный, изменение, подавление шум, подход, предел, исследование, звук, mackay, проанализированный, должный, инструмент, технический статья, отражённый, коррекция nmo, методика, обработка, jones, август, пространство, rockall, набор, отражение, seismic, континентальный окраина, science, океанографический измерение, зависимость, океанографический, meeting, полученный, впадина rockall, существующий, значительный, океанографический набор, час, впадина, bowyer, rwh, white, способность, температура, pramo, dean, океанографический дать, рисунок, временной, технический, сейсмический скорость, термогалинный, nandi, углеводородный промышленность, собранный, промышленность, водный, статья, edge, break, традиционный, дать, tygel, дно, постоянный движение, firstbreak org, температура минерализация, углеводородный, запасть