Сейсмическая миграция - это процесс, с помощью которого сейсмические события геометрически перемещаются либо в пространстве, либо во времени в то место, где событие произошло в геологической среде, а не в то место, где оно было зарегистрировано на поверхности, тем самым создавая более точное изображение геологической среды . Этот процесс необходим для преодоления ограничений геофизических методов, налагаемых областями сложной геологии, такими как разломы , соляные тела , складчатость и т. Д. [1] [2] [3]
Миграция двигается погружением отражателей их истинные позиций подповерхностных и разрушается дифракция , [4] в результате перенесенного изображения, как правило , имеет повышенную пространственное разрешение областей и решает сложную геологию гораздо лучше , чем не-мигрировали изображения. Форма миграции - один из стандартных методов обработки данных для геофизических методов, основанных на отражениях ( сейсмические отражения и георадар ).
Необходимость миграции понималась с самого начала сейсморазведки, и были перенесены самые первые данные сейсмических отражений 1921 года. [5] Алгоритмы вычислительной миграции существуют уже много лет, но они получили широкое распространение только в последние 20 лет, потому что они чрезвычайно ресурсоемки. Миграция может привести к резкому повышению качества изображения, поэтому алгоритмы являются предметом интенсивных исследований как в геофизической отрасли, так и в академических кругах.
Обоснование [ править ]
Сейсмические волны - это упругие волны, которые распространяются через Землю с конечной скоростью, определяемой упругими свойствами породы, в которой они распространяются. На границе между двумя типами горных пород с разными акустическими импедансами сейсмическая энергия либо преломляется , либо отражается обратно к поверхности, либо ослабляется средой. Отраженная энергия достигает поверхности и регистрируется геофонами , расположенными на известном расстоянии от источника волн. Когда геофизик просматривает зарегистрированную энергию геофона, они знают как время прохождения, так и расстояние между источником и приемником, но не расстояние до отражателя.
В простейших геологических условиях с одним горизонтальным отражателем, постоянной скоростью и источником и приемником в одном и том же месте (называемое нулевым удалением, где смещение - это расстояние между источником и приемником), геофизик может определить местоположение. события отражения с помощью отношения:
где d - расстояние, v - сейсмическая скорость (или скорость распространения), а t - измеренное время от источника до приемника.
В этом случае расстояние сокращается вдвое, поскольку можно предположить, что для достижения отражателя от источника потребовалась только половина общего времени пути, а затем другая половина - для возврата к приемнику.
Результат дает нам одно скалярное значение, которое фактически представляет собой полусферу расстояний от источника / приемника, от которого могло возникнуть отражение. Это полусфера, а не полная сфера, потому что мы можем игнорировать все возможности, возникающие над поверхностью, как необоснованные. В простом случае горизонтального отражателя можно предположить, что отражение расположено вертикально ниже точки источника / приемника (см. Диаграмму).
Ситуация более сложная в случае падающего отражателя, поскольку первое отражение исходит от более высокого направления падения (см. Диаграмму), и поэтому график времени прохождения покажет уменьшенный угол падения, который определяется «уравнением мигратора»: [5]
где ξ a - кажущееся падение, а ξ - истинное падение .
Данные с нулевым удалением важны для геофизика, потому что операция миграции намного проще и может быть представлена сферическими поверхностями. Когда данные собираются с ненулевым смещением, сфера становится эллипсоидом, и ее гораздо сложнее представить (как геометрически, так и вычислительно).
Используйте [ редактировать ]
Для геофизика сложная геология определяется как любое место, где наблюдается резкий или резкий контраст поперечной и / или вертикальной скорости (например, внезапное изменение типа породы или литологии, которое вызывает резкое изменение скорости сейсмических волн).
Вот некоторые примеры того, что геофизик считает сложной геологией: разломы , складчатость , (некоторые) трещины, соляные тела и несогласия . В этих ситуациях используется форма миграции, называемая миграцией до суммирования (PreSM), при которой все трассы переносятся перед перемещением на нулевое смещение. Следовательно, используется гораздо больше информации, что приводит к гораздо лучшему изображению, наряду с тем фактом, что PreSM учитывает изменения скорости более точно, чем миграция после суммирования.
Типы миграции [ править ]
В зависимости от бюджета, временных ограничений и геологии недр геофизики могут использовать 1 из 2 основных типов алгоритмов миграции, определяемых областью применения: временная миграция и глубинная миграция.
Перенос времени [ править ]
Временная миграция применяется к сейсмическим данным во временных координатах . Этот тип миграции предполагает только умеренные изменения поперечной скорости, и это нарушается при наличии наиболее интересных и сложных подземных структур, особенно соляных. Некоторые широко используемые алгоритмы временной миграции: Миграция Столта , [6] Газдаг [7] и Миграция с конечными разностями.
Глубинная миграция [ править ]
Глубинная миграция применяется к сейсмическим данным в глубинных ( обычных декартовых ) координатах, которые должны быть рассчитаны на основе сейсмических данных во временных координатах. Поэтому для этого метода требуется скоростная модель, что делает его ресурсоемким, поскольку построение скоростной сейсмической модели - длительный и повторяющийся процесс. Существенным преимуществом этого метода миграции является то, что его можно успешно использовать в областях с вариациями поперечной скорости, которые, как правило, являются наиболее интересными для геологов-нефтяников . Некоторые из широко используемых алгоритмов глубинной миграции - это глубинная миграция Кирхгофа, обратная временная миграция (RTM), [8] миграция гауссова луча [9] и миграция по волновому уравнению. [10]
Разрешение [ править ]
Цель миграции состоит в том, чтобы в конечном итоге повысить пространственное разрешение, и одно из основных предположений, сделанных в отношении сейсмических данных, состоит в том, что они показывают только первичные отражения, а весь шум был удален. [5] Для обеспечения максимального разрешения (и, следовательно, максимального повышения качества изображения) данные должны быть в достаточной степени предварительно обработаны перед переносом. Шум, который можно легко различить перед миграцией, может быть размазан по всей длине апертуры во время миграции, уменьшая резкость и четкость изображения.
Еще одно основное соображение - использовать 2D или 3D-миграцию. Если сейсмические данные имеют элемент перекрестного падения (слой, который наклоняется перпендикулярно линии сбора данных), тогда первичное отражение будет происходить вне плоскости, и двумерная миграция не может вернуть энергию к ее источнику. В этом случае требуется трехмерная миграция для получения наилучшего изображения.
Современные компьютеры обработки сейсмических данных более способны выполнять трехмерную миграцию, поэтому вопрос о выделении ресурсов для выполнения трехмерной миграции не вызывает беспокойства.
Графическая миграция [ править ]
Самая простая форма миграции - это графическая миграция. Графическая миграция предполагает мир с постоянной скоростью и данные с нулевым удалением, в которых геофизик рисует сферы или круги от приемника к месту события для всех событий. Пересечение кругов затем формирует «истинное» местоположение отражателя во времени или пространстве. Пример такого можно увидеть на схеме.
Технические детали [ править ]
В этом разделе не процитировать любые источники . ( Октябрь 2015 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Миграция сейсмических данных - это корректировка предположения о плоском геологическом слое с помощью числовой пространственной свертки сейсмических данных на основе сетки для учета событий падения (где геологические слои не являются плоскими). Существует много подходов, таких как популярная миграция Кирхгофа, но общепринято, что обработка больших пространственных участков (апертур) данных за один раз приводит к меньшему количеству ошибок, и что глубинная миграция намного превосходит временную миграцию с большими провалами и сложные солевые тела.
По сути, он перемещает / перемещает энергию (сейсмические данные) из записанных местоположений в местоположения с правильной общей средней точкой (CMP). Хотя сейсмические данные изначально принимаются в надлежащих местах (в соответствии с законами природы), эти местоположения не соответствуют предполагаемой CMP для этого местоположения. Хотя суммирование данных без поправок на миграцию дает несколько неточную картину геологической среды, миграция предпочтительнее для большинства самописцев построения изображений для бурения и обслуживания нефтяных месторождений. Этот процесс является центральным этапом в создании изображения геологической среды из активного источника. сейсмические данные собираются на поверхности, на морском дне, в скважинах и т. д. и поэтому используются в промышленных масштабах нефтегазовыми компаниями и их поставщиками услуг на цифровых компьютерах.
Другими словами, этот процесс пытается учесть дисперсию волн от падающих отражателей, а также пространственные и направленные изменения скорости сейсмических волн ( неоднородность ), которые вызывают изгиб волновых полей (моделируемых траекториями лучей) и пересечения волновых фронтов ( каустики ). , и волны должны регистрироваться в положениях, отличных от тех, которые можно было бы ожидать при прямом луче или других упрощающих предположениях. Наконец, этот процесс часто пытается также сохранить и извлечь информацию об отражательной способности границы пласта, заложенную в амплитудах сейсмических данных, чтобы их можно было использовать для восстановления упругих свойств геологических пластов ( сохранение амплитуды , сейсмическая инверсия).). Существует множество алгоритмов миграции, которые по выходной области можно разделить на широкие категории: временная миграция или глубинная миграция , а также методы миграции до суммирования или миграции после суммирования (ортогональные). Глубинная миграция начинается с преобразования временных данных в глубинные с помощью пространственного профиля геологической скорости. Миграция после суммирования начинается с сейсмических данных, которые уже суммированы и, таким образом, уже потеряли ценную информацию скоростного анализа.
См. Также [ править ]
- Отражательная сейсмология
- Seismic Unix , программное обеспечение с открытым исходным кодом для обработки данных сейсмических отражений
Ссылки [ править ]
- ^ Чен, Янкан; Юань, Цзян; Зу, Шаохуань; Цюй, Шань; Ган, Шувэй (2015). «Сейсмическое изображение одновременных источников данных с использованием ограниченной обратной миграции во времени методом наименьших квадратов». Журнал прикладной геофизики . 114 : 32–35. Bibcode : 2015JAG ... 114 ... 32С . DOI : 10.1016 / j.jappgeo.2015.01.004 .
- ^ Сюэ, Чжигуан; Чен, Янкан; Фомель, Сергей; Сунь, Цзюньчжэ (2016). «Сейсмическое отображение неполных данных и данных из одновременных источников с использованием метода наименьших квадратов обратной миграции во времени с формированием регуляризации» . Геофизика . 81 (1): S11 – S20. Bibcode : 2016Geop ... 81S..11X . DOI : 10.1190 / geo2014-0524.1 .
- ^ Чен, Янкан; Чен, Ханмин; Сян, Куй; Чен, Сяохун (2017). «Сохранение разрывов в обратной временной миграции методом наименьших квадратов для одновременных источников данных». Геофизика . 82 (3): S185 – S196. Bibcode : 2017Geop ... 82S.185C . DOI : 10.1190 / geo2016-0456.1 .
- ^ Yilmaz, Оз; Доэрти, Стивен М., ред. (2000). «Миграция». Анализ сейсмических данных: обработка, инверсия и интерпретация сейсмических данных . 2 (2-е изд.). США: Общество геофизиков-исследователей. С. 463–654. ISBN 9781560800941.
- ^ a b c Шериф, RE; Гелдарт, LP (1995). Разведочная сейсмология (2-е изд.). ISBN 9781139643115.
- ^ Столта, RH (февраль 1978). «Миграция с помощью преобразования Фурье». Геофизика . 43 (1): 23–48. Bibcode : 1978Geop ... 43 ... 23S . DOI : 10.1190 / 1.1440826 . ISSN 0016-8033 .
- ^ Gazdag, Jenö (декабрь 1978 г.). «Миграция волнового уравнения методом фазового сдвига». Геофизика . 43 (7): 1342–1351. Bibcode : 1978Geop ... 43.1342G . DOI : 10.1190 / 1.1440899 . ISSN 0016-8033 .
- ^ «Обратное время миграции» . Визуализация . CGG . Проверено 24 октября 2015 года .
- ^ "Миграция гауссова луча" . Визуализация . CGG . Проверено 24 октября 2015 года .
- ^ Лонг, А. (октябрь – ноябрь 2004 г.). «Что такое глубинная миграция волнового уравнения до суммирования? Обзор» (PDF) . Новости PESA . Архивировано из оригинального (PDF) 5 ноября 2006 года . Проверено 24 октября 2015 года .
