Description:

"First Break выпуск 23, Апрель 2005 Построение глубинного разреза: практический подход к учету анизотропии при анализе скоростей миграции до суммирования Tariq Alkhalifah (King Abdul Aziz City for Science and Technology, Riyadh, Saudi Arabia) В данной статье описана новая модель миграции до суммирования для изображения земных недр, верхние слои которых анизотропны и представляют собой гладкие поверхности, а нижние горизонты изотропны и имеют сложное строение. Данная модель обходит теоретические ограничения, связанные с оценкой параметра анизотропии по данным продольных волн в горизонтально-неоднородной среде. Она также хорошо согласуется с нашими представлениями о строении земных недр в различных обстановках, таких как шельфовая часть западной и южной Африки. Это, несомненно, является большим прогрессом по сравнению с полным пренебрежением анизотропией среды. Таким образом, нами был предложен подход к построению изображения среды, основанный на исследовании анизотропных свойств верхних гладких слоев и последующем использовании полученной информации при анализе скоростей миграции до суммирования. В частности, мы делаем анализ скоростей миграции до суммирования с учетом анизотропии верхних гладких слоев. Однако при каждой итерации анализа скоростей TAU миграции до суммирования уточняются только интервальные скорости рассматриваемой среды. Использование упрощенной модели при анализе скоростей TAU миграции до суммирования позволило нам получить более детальное изображение шельфовой части Тринидада (Trinidad). Так как сбор данных сейсморазведки в большинстве случаев происходит на земной поверхности, то задача построения изображения глубинных частей разреза зачастую является более сложной, чем построение изображения верхней части разреза. Множество физических и геометрических ограничений препятствуют изображению глубинных особенностей на сейсмическом разрезе с желаемым разрешением. Физические ограничения включают явления спада амплитуды: затухание и геометрическое расхождение. Для распространения сейсмической энергии в более глубокие части земных недр требуется некоторое время (в сейсмическом масштабе), в течение которого часть энергии расходуется на внутреннее трение в породе (затухание), а также происходит расхождение фронта волны. Затухание понижает разрешение сейсмических данных, путем уменьшения содержания высоких частот с глубиной. Так как источник сейсмической энергии находится на поверхности, то неглубокие неоднородности земных недр, а также глубокие влияют на изображение глубинных особенностей разреза. Дикс (1955) ярко продемонстрировал это явление на примере его формулы для среднеквадратичной скорости (RMS) в вертикально-неоднородной среде. Он показал, что влияние свойств среды на разрешение волновой картины на определенной глубине зависит от характера изменения свойств среды от поверхности до рассматриваемой глубины. В частности, эффективная скорость на определенной глубине есть среднее (среднеквадратическое значение) скоростей вышезалегающих слоев. В более сложной среде формула Дикса перестает работать; однако принцип суммарного влияния сохраняется. Глинистые слои часто приурочены к верхним и средним частям глубинного разреза. Поэтому, сейсмическая энергия перед тем как попасть в глубокие части земной коры должна пройти через глинистые слои, в которых она подвергается изменению. Согласно Banik (1984) и другим авторам, влияние глинистых слоев включает анизотропное поведение сейсмической энергии. Учет глинистых слоев в верхней части разреза может существенно повысить разрешающую способность сейсмического разреза по глубине. Этот факт был продемонстрирован Ball (1995), Alkhalifah (1997), Sarkar и Tsvankin (2003) и многими другими на данных, полученных в западной Африке, Северном море, Мексиканском заливе и других местах. На первый взгляд можно предположить, что сейсмический луч в верхней части разреза при выходе на поверхность имеет направление близкое к вертикальному (см. Рис. 1) и поэтому не испытывает влияния анизотропии. В большинстве случаев, это утверждение является истинным; однако, при получении глубинного распределения скорости необходимо учитывать информацию о распределении скоростей в ВЧР по эффективным данным. Скорости в ВЧР сильно зависят от глин и поэтому анизотропны. На площадях, где эффективных данных достаточно для построения разреза, извлечение данных об анизотропии не производят. Однако, в случае сложно простроенной среды, где необходимо получение разреза до суммирования, процесс последовательного снятия влияния вышележащих слоёв также становиться необходимостью. Эти сложно построенные области являются предметом данной статьи. Термин сложно построенная по отношению к среде является относительным понятием, которое включает степень анизотропии, неоднородности среды и их комбинации. Сложность, кроме прочих вещей, зависит также от интересующей нас глубины. Так как изображение некоторой области среды часто зависит от свойств и геометрии вышезалегающих отложений, определение сложности зависит от строения среды над рассматриваемой областью. Также сложность построения изображения увеличивается с глубиной, особенно в областях шельфа, таких как западная и южная Африка. В данной статье рассматриваются данные, полученные в среде, верхняя часть которой, в общем, имеет гладкое строение (и возможно анизотропна) а нижняя часть имеет сравнительно сложное строение. К счастью, существует множество областей, которые подходят к этой модели. Сперва мы обсудим идею и создадим подход к её реализации. После чего мы опишем процесс получения оценок параметра анизотропии в средах с гладким строением для выявления анизотропии слоев в верхней части разреза. При этом будут показано влияние различных параметров анизотропии на результат построения изображения. Также проводилась инверсия анизотропных параметров по реальным данным с шельфа Тринидада. В конце будет дано описание анизотропной TAU миграции до суммирования и последовательности уточнения скоростей в предположении изотропии нижней части разреза. Применение предложенного метода иллюстрируется примерами реальных 2D данных, полученных на шельфе Тринидада. Идея Для практической работы с анизотропией нам необходимо полагаться на анизотропную модель среды. Сложно построенная среда требует проведения глубинной миграции до суммирования, и при наличии анизотропии, требует высокого качества каротажных данных, которые обычно отсутствуют. Поэтому мы предлагаем модель, которая наиболее представительна на большом количестве областей работ, а также позволяет работать с анизотропией без использования каротажных данных. Ключевым допущением в этой модели является изотропия нижней части разреза. Изотропная нижняя часть разреза В такой же мере как осадочные породы (включая глины) слагают верхнюю часть разреза, карбонаты и солевые структуры могут слагать нижнюю часть разреза. В частности, так происходит в шельфовой области западной и южной Африки. Лабораторные измерения по керну подтверждают наличие изотропии в карбонатах; этот факт может быть использован для упрощения анализа скоростей миграции по глубине. Выполнение анализа скоростей анизотропной миграции до суммирования является довольно трудной или едва выполнимой задачей. С трудом мы провели анализ скоростей миграции до суммирования для изотропной среды, при этом нас интересовал только один параметр (скорость продольных волн). Только представьте себе задачу отыскания двух или трех параметров, которые могут изменяться горизонтально, вертикально или в обоих направлениях одновременно в анизотропной среде. Для оценки параметра анизотропии (будет описан немного позже) в относительно плавно изменяющейся среде мы используем годографы для наклонных границ или негиперболические годографы для горизонтальных границ. Использование наклонных границ или отражений на дальних выносах для оценки при построении изображения по данным до суммирования также возможно, однако этот способ работает в предположениях, которые ставятся при традиционных подходах. Одним из этих предположений является отсутствие (или минимальное присутствие) горизонтальной неоднородности среды. Остаточное приращение времени прихода волны является ключевым параметром в анализе скоростей миграции до суммирования. Этот единственный параметр представляет собой степень смещения отражений друг относительно друга на общей сейсмограмме (CIG) как функцию выноса с гиперболической аппроксимацией. Этот параметр часто используется для выявления отклонений скорости и последующей коррекции скоростной модели, так что после очередной миграции до суммирования остаточные приращения уменьшаются. Очевидно, что этот единственный параметр не может быть связан с несколькими параметрами, которые необходимы для нахождения эквивалентных отклонений параметров анизотропии, если остаточное приращение времени не зависит от угла наклона границы вдоль линии анизотропной инверсии сделанной на основе кинематических поправок за угол наклона отражающей границы (DMO). Однако в настоящее время невозможно физически связать остаточное приращение времени с изменениями параметра анизотропии. Также, анализ дальних выносов, со всеми негиперболическими годографами, вызванными горизонтальной неоднородностью среды, является довольно неоднозначным процессом. Говоря проще, полный анализ скоростей до суммирования при наличии анизотропии является на текущее время невыполнимой процедурой, если не привлекать качественные каротажные данные. Поэтому нам необходимо полагаться на более простую модель для оценки свойств земных недр при наличии анизотропной среды. Такая упрощенная модель состоит из пологих анизотропных слоев в верхней части разреза." Ключевые слова: скорость миграция, единственный параметр, шельф тринидад, приращение, глубокий, интервальный значение, работа, качество, слой верхний, однородный среда, миграция, вертикальный, учет анизотропия, временной, показанный, образ, предположение, представленный, временной миграция, горизонтальный, дальний вынос, изотропный, сравнение, среда, сейсморазведка, анализ скорость, модель, мочь, большинство, метод, время, продольный, миграция суммирование, анализ, область, дискретизация, скорость, сложность, ост, остаточный приращение, каротажный, результат, оценка, глубинный разрез, получение, пологии, учёт анизотропия, сейсмический, негиперболический годограф, тринидад, нижний, разрез, анизотропный среда, гис, обычный, гладкий строение, песок, интервальный скорость, применение, профиль, построение изображение, значение, граница, остаточный значение, поверхность, земной, скоростной, верхний часть, верхний разрез, земная недра, случай, ограничение, слои, регуляризация, неоднородность, изображение, земной недра, сейсмический разрез, параметр, практический, факт, луч, уточнение, процесс, строение, использованный, идея, эффективный, основанный, данный статья, отношение, традиционный, волна, учёт, шаг, нижний разрез, изменение, построенный, истинный, шельф, построение, остаточный, три параметр, данные сейсморазведка, годограф, вертикальный скорость, слой, начальный, продольный волна, южный африка, значение скорость, данный, параметр анизотропия, явление, обработка, временной область, схематический рисунок, влияние анизотропия, суммирование, интервал, отражение, шельфовый, рис, задача, горизонтальный неоднородность, условие, анизотропный инверсия, реальный, площадь, достаточный, ось, анизотропный, наличие, проведение, особенность, частность, разрешение, градиент скорость, кривая, аномалия, изотропный среда, оценка скорость, недра, связанный, глубинный миграция, взгляд, сейсмический энергия, анизотропия среда, глубинный, вынос, глубина, описанный, направление, скоростной модель, полученный, анизотропия, интервальный, нижний часть, шельфовый часть, пологость слой, глина, статья, отражающий, энергия, разница, верхний, подход, использование, влияние, свойство, западный, скоростной анализ, оценка параметр, инверсия, гладкий