Обработка и интерпретация сейсмических наблюдений
Получение полезной информации из полевых сейсмических записей происходит в процессе их обработки и интерпретации. Основой обработки является решение обратной задачи, т.е. определения строения сейсмогеологической среды по наблюдениям возникающего в ней поля упругих волн. Решением этой задачи является установление распределение скоростных и поглощающих свойств пород во всем объеме изучаемой геологической среды. На практике такой результат затруднен из-за ряда ограничений:
- наблюдаемое волновое поле всегда искажено наложение различных помех, что снижает качество информации;
- волновая природа сейсмического поля ставит естественный предел детальности изучения геологической среды.
Предел разрушающей способности метода определяется минимальной длиной волны упругих колебаний. Сейсмогеологические объекты перестают проявляться в волновом поле, если их размеры на порядок меньше длины волны.
-некоторые особенности распространения сейсмических волн изучены недостаточно хорошо, вследствие чего для них нет достаточно полной математической модели интерпретации.
Все эти обстоятельства ограничивают полноту и точность решения обратной задачи. В сейсморазведке различают:
- обратную кинематическую задачу;
- обратную динамическою задачу.
Обратная кинематическая задача заключается в том, чтобы по времени прихода полезных волн восстановить положение сейсмических границ и распределение скоростей.
Обратная динамическая задача состоит в том, чтобы по амплитудам волн определять упругие и поглощающие свойства горных пород.
Кинематическая интерпретация является преобладающей и служит основой решения традиционных задач структурной сейсморазведки, в то время как динамическая интерпретация дает характеристики горных пород- литологического состава, пористости, проницаемости, флюидонасыщенности и т.д.
Решение обратной задачи строиться на основе сейсмологической модели.
Сейсмологическая модель- это такое упрощенное представление реального разреза, для которого расчетное поле упругих волн согласуется с наблюденным.
Для модели среды базовым элементом является сейсмический пласт, который представляет собой интервал разреза, ограниченный сейсмическими поверхностями и характеризующийся определенной сейсмической скоростью.
Среда образованная пластами с неизменными скоростями называется- слоисто-однородной. В зависимости от соотношения мощности слоев и длин сейсмических волн различают модели тонкослоистые и толстослоистые.
При решении обратной задачи различают стадии обработки и стадии интерпретации.
Обработка- преобразование полученных данных с целью извлечения полезной информации.
Интерпретация- это физико- геологическое истолкование результатов обработки.
Различают пакетный и интерактивный режим обработки.
В пером случае одновременно обрабатывают достаточно большой объем исходных данных по заранее установленному стандарту. По сути это производственный режим обработки.
Во втором случае обработка выполняется в ограниченном объеме исходных данных в процессе «диалога» геофизика с компьютером. Цель интерактивного режима обработки- выбор и тестирование рациональных подходов и способах интерпретации. Интерактивный режим – это настроечный режим, в котором формируется единый стандартный набор для следующей пакетной обработки.
Стоимость обработки сейсморазведочных данных не редко оказывается сопоставимой со стоимостью полевых работ. Многовариантность обработки зависит от правильности стратегии и тактики интерпретатора и все это делает процесс обработки сложным и дорогостоящим. Различия в задачах и методах сейсморазведки в методике полевых работ в программах обработки приводит к большому разнообразию вариантов работы с полевыми сейсмограммами. Поэтому невозможно представить идеальную схему обработки сейсмических данных пригодную для всех случаев. Ниже даются основные приемы обработки и последовательность их выполнения.
Основные объемы обработки приходятся на кинематическую интерпретацию полевых наблюдений, результатом которой являются сейсмические разрезы 2Д и сейсмические кубы 3Д. В большинстве случаев выделение полезных волн затруднено различными мешающими колебаниями, которые необходимы ослабить. Поэтому с начало выполняют фильтрацию сейсмических колебаний. Если спектр полезного сигнала и помехи различен, то проводят частотную фильтрацию. При необходимости проводится амплитудная фильтрация, с помощью которой компенсируют ослабление интенсивности полезных волн, устанавливая средний уровень амплитуд в средней волновой картине. Возможности фильтрации значительно возрастают, если волны помехи отличаются от полезных колебаний скоростью. Тогда применяют многоканальную пространственно- временную фильтрацию.
Многоканальная фильтрация- это нелинейная фильтрация изменяющаяся во времени с изменением свойств полезных и мешающих волн, хотя обычные фильтры являются - линейными, таким образом, амплитудная, частотная, пространственно- временная фильтрация является наиболее часто встречаемыми при обработке сейсмических данных разными методами.
Второй очень важный прием обработки- введение статических поправок. Как известно результативность обработки зависит от того на сколько полученные данные соответствуют принятой теоретической модели разреза, к основным факторам нарушающим это соответствие относится искажение времен прихода отраженных волн за счет неоднородностей ВЧР. Такие искажения устраняют введением статических поправок за ЗМС. Название поправки указывает на то, что она не измена во времени т.е. постоянна для каждой точки наблюдения. Часто статические поправки оказываются недостаточно точными, в этом случае вводятся дополнительные уточняющие поправки - эта процедура называется - коррекция статических поправок, кроме статических поправок вводятся кинематические поправки. Эти поправки устраняют различие во временах прихода отраженных волн, которые вызваны 2 факторами:
- неодинаковым удалением ПП от ПВ;
- наклоном отражающих границ.
Первый из этих факторов учитывают с помощью введения нормальных - кинематических поправок, второй с помощью дифферентных поправок. Введение кинематических поправок преобразуют наблюденный годограф отраженной волны в годограф нормальных времен - линию, которая в масштабе времени изображает сейсмическую границу.
Годограф- график зависимости времени прихода волны от расстояния источника приема.
Совокупность таких линий для однократных отражений образует кинематический временной разрез по сейсмическому профилю. Времена пробега полезных волн используют для определения сейсмических скоростей. По записям отраженных волн находят эффективные скорости- упрощенные оценки средних скоростей, имея такие оценки для ряда границ вычисляют пластовые скорости, в промежуточных слоях по наблюдениям преломляющих волн, находят граничные скорости характеризующие вещественный состав слоев. Оценки сейсмических скоростей по полевым наблюдениям часто искажены, поэтому определение скорости по отдельному профилю или площади анализируют, систематизируют и осредняют- эта операция называется- обобщение скоростей. Цель- увязать полученные данные при полевых наблюдения с данными каротажных исследований, в результате получают поправки для скоростей, имея скоростные характеристики среды можно по временным разрезам и кубам построить соответствующие обычные сейсмогеологические разрезы и кубы. Все эти процедуры обработки составляют основу кинематической интерпретации, при благоприятных условиях данная обработка может быть дополнена динамической интерпретацией позволяющей определить еще и фоционально- литологические особенности разреза в том числе и коллекторские свойства осадочных пород.