Навстречу 250-летию Московского университета
Т.И.Облогина, П.Ю.Степанов
ВВЕДЕНИЕ. С переходом на поиски углеводородов в нижних этажах осадочного чехла сейсморазведка стала наиболее надежным методом подготовки структур к глубокому
поисковому бурению. Помимо трудностей, связанных с необходимостью получения достаточно интенсивных и коррелирующихся отражений от глубоко залегающих горизонтов и надежного
определения скоростей, перед сейсморазведчиками стоит задача количественной интерпретации карт изохрон t0(x,y) отраженных волн, под которой понимается преобразование
временных полей нормальных лучей в отражающие границы (глубинная кинематическая миграция).
В данной работе предлагаются методы преобразования временных разрезов в глубинные и карт изохрон нормальных лучей в отражающие поверхности для слоистых
сред, описываемых моделями средних и пластовых скоростей.
ДВУМЕРНАЯ СРЕДА. В основе алгоритма миграции для двумерно-неоднородной среды, описываемой моделью средних скоростей, лежат полученные нами точные формулы,
которые связывают координаты точки отражения с координатами точки временной линии, принадлежащей плоскости временного разреза. Данные формулы непосредственно дают координаты
точек отражения, не требуя никаких дополнительных геометрических преобразований временного разреза, т.е. метод автоматически учитывает сейсмический снос.
На основании полученных точных формул преобразования временных разрезов в глубинные для сред с известной средней скоростью разработан алгоритм и реализующая
его программа "XZ-DEPTH". Алгоритм миграции "XZ-DEPTH" включает сглаживание времен пробега по нормальным лучам способом локальной аппроксимации. Алгоритм
был успешно применен для количественной интерпретации материалов инженерно-сейсмических исследований МОГТ, выполненных зимой 2003 года на карстоопасном участке Садового Кольца
в городе Москве.
ТРЕХМЕРНАЯ СРЕДА. При изучении сред с криволинейными границами раздела возникает необходимость учета бокового отклонения сейсмических лучей от вертикальной
плоскости, проходящей через профиль наблюдений. Без учета трехмерности среды временные разрезы МОГТ, получаемые в результате профильных наблюдений в сложных сейсмогеологических
условиях, часто не допускают однозначной интерпретации, что приводит к искажениям структурного плана и абсолютных отметок разведуемых горизонтов.
Идея предлагаемого метода трехмерной кинематической миграции для среднескоростной модели среды заключается в том, что криволинейная отражающая поверхность
рассматривается как огибающая семейства касательных плоскостей к этой поверхности. Для касательных плоскостей с различными углами падения и азимутами направлений падения решены
прямая и обратная задачи теории временных изображений в трехмерном случае для сред с известной средней скоростью. Получены точные формулы связи угла падения, азимута падения
границы и вертикальной глубины ее залегания с соответствующими параметрами временного изображения данной границы. Пользуясь полученными формулами можно для каждой точки временного
изображения определить пространственное положение точки отражения, принадлежащей отражающей поверхности.
На основе полученных формул разработан алгоритм и пакет программ трехмерной кинематической миграции "MIG-3D". Алгоритм "MIG-3D" исследован на теоретических
моделях. Проведенное исследование показало, что предлагаемый метод дает надежное восстановление криволинейных отражающих поверхностей по их временным изображениям.
Для трехмерных сред с гладкими криволинейными поверхностями раздела и переменными по горизонтальным координатам пластовыми скоростями в слоях задача кинематической
миграции сформулирована как задача Коши интегрирования предложенной системы дифференциальных уравнений лучей. Выведены соотношения, позволяющие определить все начальные условия
для системы дифференциальных уравнений лучей на основе данных о функции t0(x,y). Показано, что начальные направления лучей вычисляются по значениям частных производных
функции t0(x,y) по горизонтальным координатам. Начальные условия для данной системы уравнений должны быть определены по картам изохрон нормальных отражений для
каждой из изучаемых границ.
Алгоритм миграции "MIG-3D PLAST", реализующий метод дифференциальных уравнений лучей, включает двумерное сглаживание времен пробега по нормальным лучам,
интервальных скоростей в слоях и поверхностей раздела слоев. Алгоритм может быть использован для обработки данных сейсморазведки МОГТ при любой схеме наблюдений, включая наблюдения
в произвольно расположенных точках на поверхности Земли.
Практическое опробование алгоритмов "MIG-3D" и "MIG-3D PLAST" выполнено по материалам нефтяной сейсморазведки МОГТ, полученным на нефтегазовых
месторождениях Западной Сибири и северо-западной Сирии. Сравнение карт изоглубин, полученных по алгоритмам "MIG-3D" и "MIG-3D PLAST" с результатами расчетов
по стандартной методике "t0" показало, что учет сейсмического сноса существенно повышает точность и детальность структурных построений.
