Материал: Корреляция нарушений по данным сейсморазведки

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Корреляция нарушений по данным сейсморазведки. СПБГУАП

Нахождение и картирование тектонических нарушений является одной из основных задач интерпретации данных сейсморазведки. Зоны разломов и связанные с ними области повышенной трещиноватости представляют самостоятельный интерес как возможные ловушки и пути миграции углеводородов, кроме того, они должны учитываться при пространственной интерполяции скважинных данных в процессе построения 3-х мерных геологических моделей.

Как правило, дизъюнктивные нарушения единичного типа представляют собой некоторую поверхность, имеющую определённую толщину. Задача того или иного метода состоит в обнаружении самого факта существования разлома, а также в определении его пространственного положения [1, 2, 3]. Такие нарушения достаточно хорошо проявляются в волновом поле: на вертикальных разрезах им соответствуют разрывы и изменения углов наклона осей синфазности, амплитудные аномалии, изменение формы сигнала (спектральных характеристик, коррелограмм трасс [2, 3, 4]).

Анализ сейсмического поля и его атрибутов позволяет интерпретатору визуально определить положение линий разлома на вертикальных сечениях и ручным трассированием ввести их в базу данных. Подобные технологии интерактивной интерпретации разломов, реализованные во многих программных комплексах, позволяют достаточно точно строить поверхности нарушений. Основным их недостатком являются большие объёмы «ручного» редактирования, что требует много времени и достаточно утомительно для пользователя.

В последние годы были предложены различные способы расчёта и алгоритмы вычисления количественных показателей неоднородности сейсмического поля [5- 10], использование которых позволяет трассировать нарушения как по вертикальным, так и по горизонтальным срезам, частично автоматизировать процесс их картирования.

Неоднородность сейсмических данных – это характеристика волнового поля в некоторой окрестности точки . Значение лежит в диапазоне от 0 до 1 и тем выше, чем более неоднородно поле (1 соответствует

1

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

«отсутствию корреляции», 0 – «отсутствию неоднородности»). Размер окрестности выбирается исследователем в зависимости от качества исходных данных (увеличение окрестности уменьшает влияние случайного шума), требуемой детальности и характерных размеров объектов исследования.

Значение неоднородности может быть оценено с помощью одного из методов расчёта когерентности [5-8], локальной энтропии [9], градиентных характеристик и статистических моментов волнового поля [10]. Из-за ограниченного объёма публикации, описание и сравнительный анализ подобных алгоритмов выходит за рамки данной работы.

Технология построения поверхности разлома.

Конечно, никакой алгоритм автоматического трассирования не может полностью заменить интерпретатора. В районах со сложной тектоникой только человек может принять окончательное решение, руководствуясь своим опытом, дополнительной информацией о геологическом строении данного региона, его тектоническом развитии, данными бурения и результатами других геофизических исследований.

Предложенная разработка ставит своей задачей максимально ускорить и упростить работу геофизика. Это достигается сочетанием общих средств технологии Динамической Визуализации (DV) [11] и автоматических процедур, решающих различные частные задачи интерпретации нарушений. Технология DV позволяет интерпретатору визуально контролировать и при необходимости корректировать результаты работы автоматических процедур, выбирать оптимальные наборы параметров, а в наиболее сложных случаях работать «вручную». Автоматизированные процедуры берут на себя утомительную и достаточно трудоёмкую работу по пикированию хорошо выделяющихся в кубе неоднородности изолированных «очевидных» нарушений, в более сложных ситуациях, могут быть использованы для уточнения, сглаживания приближённо построенных геофизиком «концептуальных моделей».

2

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Рис 1. Построение поверхностей нарушения.

Слева – трёхмерное окно с вертикальным разрезом сейсмических амплитуд и выделенными линиями, поверхностями нарушения; в центре – вертикальный разрез сейсмических амплитуд, слева – горизонтальный срез куба неоднородности (высоким значениям неоднородности соответствует тёмный цвет).

а) выделенные линии нарушения, б) линии, относящиеся к трём предполагаемым поверхностям нарушения выделены соответствующими цветами, остальные – удалены, в) построенные поверхности.

Процесс интерпретации нарушений по данным сейсморазведки МОГТ (рис 1.) разбит на следующие этапы, каждый из которых может быть выполнен как автоматическими процедурами, так и вручную:

1.Расчёт атрибутов волнового поля (мгновенных параметров, коэффициентов неоднородности). Здесь роль интерпретатора сводится к

3

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

выбору используемых атрибутов и параметров для их расчета. Как правило, эти параметры тем или иным образом задают размеры окна – области пространства, по которой рассчитывается атрибут. Увеличение окна повышает соотношение сигнал/шум, но понижает разрешённость результата, уменьшение – ускоряет расчёт, позволяет различить более мелкие детали, но увеличивает чувствительность к шуму. Как правило, рассчитываются несколько атрибутов с различными наборами параметров, затем выбирается наиболее информативные атрибуты или их комбинации [5-10].

2.Выделение линий нарушения на горизонтальных и вертикальных сечениях волнового поля. Этот этап является наиболее важным в процессе выделения нарушений: анализируя волновое поле и его атрибуты, принимается решение о наличии разлома, его ориентации в пространстве. Высокая трудоёмкость ручной корреляции связана с необходимостью анализа достаточно большого количества сечений (особенно в случае 3D съёмки). Предлагаемая технология включает следующие средства, позволяющие ускорить и упростить процесс выделения нарушений:

Достаточно сильные изолированные зоны потери корреляции могут быть выделены полностью автоматически.

Автоматическое уточнение предварительного ручного пикирования избавляет интерпретатора от детального пикирования нарушений: достаточно грубо провести «первое приближение».

Пикирование нарушений на горизонтальных слайсах (рис. 2).

Как правило, вертикальные сечения поверхности нарушения являются гораздо «менее криволинейными», чем горизонтальные. Благодаря этому, для достаточно детального описания данной поверхности необходимо провести всего лишь несколько линий на горизонтальных слайсах (вертикальных потребовалось бы в десятки раз больше).

4

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru

Рис 2. Построение поверхностей нарушения по горизонтальным сечениям.

3.Группировка линий нарушения в согласованную систему разломов в трёхмерном пространстве.

Осуществляется как с использованием алгоритмов кластеризации, так и вручную – анализируя взаимное расположение линий и срезы атрибутов, пользователь выделяет поверхности как своё видение строения и формирования геологической модели.

4.Построение поверхностей нарушения в трёхмерном пространстве. Данный этап зависит от модели поверхности нарушения, реализованной в том или другом программном комплексе. В любом случае, построение поверхности по набору плоских сечений – чисто техническая задача, для которой разработано достаточное количество вычислительных процедур [12].

Далее будут более подробно описаны упомянутые выше автоматические процедуры, используемые для выделения нарушений по данным сейсморазведки 3D.

Выделение линий нарушения на вертикальных разрезах

(с использованием преобразования Радона).

5