Колесов Сергей Васильевич
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
|
содержание |
Общие требования к обработке. Задачу обработки материалов ВРВС можно сформулировать так: достижение максимальной разрешенности при значении отношения сигнал/помеха не ниже заданного уровня во всей полосе частот возбуждаемых сигналов при возможности использования динамических характеристик волнового поля для прогноза свойств геологического разреза.
Обработка полевых данных ВРВС должна строится по графу, основные особенности которого: 1.полное сохранение диапазона частот полевой записи, 2.сохранение "динамики", 3.выравнивание спектра сейсмического импульса, 4.возможное расширение спектра записи за пределы частот возбуждаемых сигналов. Разумеется обычные задачи обработки при этом также решаются, но с учетом вышеуказанных особенностей и в целом более точно, чем обычно.
В отличие от взрывного возбуждения в данном случае не ставится задача максимального расширения рабочей полосы частот. Если не удается использовать при обработке часть полосы частот свипа, то эти частоты не следует возбуждать. Среди основных факторов, от которых зависит эффективная ширина спектра на разрезе ОГТ, выделим синфазность суммирования, в основном опре-деляемую статическими и кинематическими поправками, подавление коррели-рованных и случайных помех, а также деконволюцию и балансировку спектра.
На материалах рис.6, полученных автором, можно видеть влияние факторов обработки на изображение конечных результатов, полученных по одному и тому же исходному полевому материалу. Основные различия между первым (А) и вторым (Б) вариантами обработки состояли в последовательности и настройке основных процедур графа, а также в в некоторых дополнительных процедурах. Спектр окончательного разреза на временах 1-2с выровнен вплоть до 160Гц, ширина его практически совпадает с рабочей полосой полевых сейсмограмм. Разрешенность записи на втором фрагменте существенно возросла: видимая частота - 110 -130Гц; некоторые оси синфазности расщепились, в частности горизонт Т2 (на временах 1.8с-1.85с). Последнее и было целью работ.
Отметим, что спектр разреза на временах 1-2с имеет заметный "провал" на частоте около 75 Гц и <горбы> по обе его стороны. Они отображают разные ранги слоистости (Мушин И.А. др. 1990) и для "прорисовки" отражений высокочастотного ранга и были необходимы частоты до 110 - 140Гц, а не до 80 - 90Гц.
Другой пример, особенности обработки которого - специфика учета ВЧР и расширение спектра записи за пределы частот свипа, описан в гл. 2.
Решение динамических задач. Возможность прогнозирования свойств геологического разреза по вибросейсмическим данным в настоящее время уже не подвергается сомнению. Переход к ВРВС позволяет решать задачи, связанные с изучением тонкослоистых коллекторов.
Сейчас для прямого прогноза нефти и газа применяется АVО - анализ, использующий изменение амплитуд отраженных сигналов в зависимости от угла падения (удаления). Из опыта динамической интерпретации следует, что для прогноза свойств пластов 6-8 м требуется расширение рабочей полосы частот до 80-100гц и более. Перспективы перехода к ВРС были оценены с помощью моделирования AVO - эффектов с использованием реальных значений плотностей и скоростей, полученных в одной из продуктивных скважин Западной Сибири (Иноземцев А.Н., Колесов С.В. и др. SEG-2003). При сигнале со спектром 10 - 70Гц AVO - эффект практически отсутствует, для 10 - 100Гц - эффект до 2дБ. При полосе 10 - 150Гц эффект ярко выражен: он равен 6дБ. Выделенная аномалия соответствует реальному продуктивному участку.
Прирост запасов углеводородов в будущем связан с выделением коллекторов небольшой мощности, так что переход к ВРС становится актуальным.
Первичная обработка. Изложенные требования к обработке относятся к ВРС в целом, но есть и специфика. Это первичная обработка, включающая корреляцию виброграмм а также специфические способы фильтрации.
Весовая корреляция. Качество результатов вибросейсморазведки может быть дополнительно (по отношению к стандартной корреляции) повышено с по- весовой корреляции ВЕСКОР (А.С. СССР N 1294128 и N 1442 955, Иноземцев А.Н., Колесов С.В. и др.). Идея способа - специальная амплитудная модуляция оператора корреляции. В настоящее время корреляционная обработка производится на сейсмостанции, однако иногда её лучше делать на ВЦ. Причины этого:
1. имеется необходимость в компенсации неидентичности возбуждаемых вирограмм, обоснованная Кострыгиным Ю.П. (2002) для решения задач ПГР;
2. разработан способ МИКСИСВИП для устранения "высокочастотного звона" (см. гл. 4), где используется амплитудная модуляция оператора корреляции;
3. из виброграмм можно извлекать дополнительную информацию (Шнеерсон М.Б., Жуков А.П. 1997), обусловленную наличием в записи кратных гармоник.
В сравнении со стандартной, весовая корреляция виброграмм одновременно со сжатием сигнала позволяет снижать уровень корреляционных помех на коррелограммах, выделять малоамплитудные отражения, уменьшать влияние низкоскоростных волн - помех, увеличивать прослеживаемость полезных отражений, повышать временную разрешенность записи. Весовая корреляция была реализована в системах обработки СОС-ПС, СЦС-3 (УНИКОР, WESKOR), и использовалась по назначению в организациях МинГео СССР.
Фильтры "ФИЛКРО". Использование нескольких источников в одном сеансе регистрации колебаний, повышает производительность работ, чему в настоящее время уделяется большое внимание. Вместе с тем качество коррелограмм, полученных при одновременной посылке нескольких свипов получается хуже, чем коррелограмм, зарегистрированных при тех же условиях, но независимо - в разное время. Для лучшего "разделения" воздействий, записанных на одной виброграмме, автором разработана фильтры "ФИЛКРО", применяющиеся к коррелограммам "UP" и "DOWN" воздействий.
Одно из достоинств вибрационной сейсморазведки - знание параметров сигнала, посылаемого в среду. Это позволяет лучше выделять посылаемый сигнал на фоне помех, связанных с самим процессом возбуждения. Тогда имея сигнал и помеху, мы можем построить фильтр обнаружения (Гурвич И.И., Боганик Г.Н., 1980). Соответствующий фильтр совпадает с помехой по полосе частот и получается во временной области "длинным" как свип. Помеха присутствует по всей длине коррелограммы и полностью маскирует слабые отражения.
Эффективность работы фильтра оценена с помощь моделирования: результат фильтрации коррелограммы, полученной из суммы виброграмм, очень близок к коррелограмме обычной методики, но все же несколько отличается от неё. Вместе с тем та же коррелограмма без фильтрации существенно хуже коррелограммы обычной методики, так что эффект фильтрации очевиден и велик.
Фильтры такого типа могут применяться и для уменьшения фона корреляционных шумов в способе СИНХРОКОМБИ (гл. 4), и в других случаях. Их использование реализуется с помощью весовой корреляции.
Дополнительные средства обработки: ФИЛМЕМ. Созданный автором комплекс программ, базирующийся на максимально -энтропийном спектральном анализе Бурга (Burg J.P. 1975), описан Кондратьевым И.К., Колесовым С.В., 1984. Он предназначен для повышения временной и динамической разрешенности вибросейсмических данных с помощью экстраполяция спектров записей за пределами возбуждаемых частот. ФИЛМЕМ "хорошо" работает в применении к коротким реализациям случайных процессов, в которых участвуют нуль - фазовые сейсмические сигналы, каковыми и являются корреляционные импульсы.
Фильтрация временных разрезов. ФИЛМЕМ лучше работает, если предсказание производится с участка спектра с высокими значениями S/N, поэтому чаще ФИЛМЕМ применялся к окончательным временным разрезам.
По сравнению с известными и стандартными способами деконволюции ФИЛМЕМ позволяет повысить разрешенность сейсмических записей в 2 - 3 раза (по критерию Гогоненкова Г.Н.). Приводимые в работе примеры обработки разрезов по ФИЛМЕМ получены на материалах различных регионов и в разных по сложности сейсмогеологических условиях СССР (Астраханская обл., Западная Сибирь, Калмыкия, Казахстан, Туркмения, Узбекистан, п-ов Таймыр, Якутия), а также зарубежных стран (Китай, Болгария, Германия, Канада, Пакистан).
Использование ФИЛМЕМ позволяет решать следующие задачи: расчленение и детализация зон интерференции сигналов; повышение разрешенности и прослеживаемости слабоамплитудных отражений; детализация тонкослоистых толщ; выделение и детализация зон выклинивания и рифовых объектов; детализация антиклинальных и неантиклинальных структур; более точное прослеживание геологических границ; детализация зон тектонических нарушений.
Появление на изображении разреза новых элементов - не редкое явление при обработке по ФИЛМЕМ: эти элементы существуют в скрытой "латентной" форме на записи, но могут проявиться при расширении спектра.
ФИЛМЕМ в графе обработки. Комплекс ФИЛМЕМ может также применяться и в графе обработки для повышения эффективности других процедур.
Вычитание волн - помех. Существенное сжатие сейсмического сигнала после ФИЛМЕМ может быть использовано для улучшения вычитания кратных волн -помех, близких по кинематике и динамике к полезным волнам. В условиях карбонатного разреза (Эфиопия,см.гл.4). удалось выделить и детализировать рифовый объект в условиях полной "маскировки" его кратными волнами. Снижен общий фон кратных по всему разрезу, разрешенность повышена в 1.7 раза.
Динамическая обработка. Здесь имеется в виду получение разрезов "динамических" параметров -мгновенных амплитуд, частот и фаз. Повышение временной и динамической разрешенности в результате применения ФИЛМЕМ приводит и к заметному улучшению изображений разрезов динамических параметров. Это было показано на материалах КНР и Пакистана. В последнем случае спектр был расширен и выровнен в полосе 10 - 80Гц, предел разрешенности по времени улучшен с 22мс до 15мс. Интересно, что повышение временной и динамической разрешенности произошло при одновременном повышении отношения сигнал/помеха с 3.5 до 5.4 условных единиц, что не характерно для стандартных способов обратной фильтрации.
Определение статических поправок. Один из примеров использования ФИЛМЕМ связан со способом ФОСП (Захаровой Г.А.). В нём среднечастотные статические поправки определяются или корректируются по фрагментам отраженных волн, экстремумы на которых могут быть недостаточно сжатыми, чтобы сдвиги между трассами определялись с нужной точностью.
Для повышения детальности строения девона в Бузулукской впадине была предложена технология, основные элементы которой: 1.экстраполяция спектров отражений в область высоких частот; 2. коррекция среднепериодных статпоправок по способу ФОСП; 3. подавление кратных волн. В итоге были показана возможность раздельного прослеживания всех основных отражений продуктивного девона, установлено его мелкоблочное строение и показано увеличение раздробленности с глубиной. После дополнительной фильтрации по ФИЛМЕМ стало видно разделение интерференционной пачки девона на три отражения.
Во всех случаях своего применения (к вибрационным данным, материалам импульсного возбуждения - взрывным, ГСК и морской сейсмики, ФИЛМЕМ дает заметное увеличение разрешённости и прирост геологической информации.
| 