Замещение слоя перед суммированием

Как и миграция по глубине, замещение слоя после суммирования может устранить влияние сложно построенной перекрывающей толщи при условии, что входной разрез точно представляет разрез с нулевым выносом. Однако, сложно построенная перекрывающая толща обуславливает искажения лучей, которые формируют аномальные, негиперболические приращения в данных перед суммированием. Миграция по глубине не дает точное изображение по суммарному разрезу даже при известной модели «скорость-глубина» (Schultz и Sherwood, 1980). Аналогично, замещение слоя после суммирования не устраняет влияние сложно построенной перекрывающей толщи, даже если ее геометрия точно известна, т.к. входной суммарный разрез отличается от разреза с нулевым выносом. Тем не менее, основываясь на простом моделировании методом построения луча, мы можем определить, будет ли способно замещение слоя после суммирования описать структуру подстилающего слоя. Если результаты являются неудовлетворительными, следует выполнить замещение слоя перед суммированием.

Рис.5.23 Замещение слоя после суммирования включает два шага. Шаг 1: Разрез с нулевым выносом (а) экстраполирован вниз к морскому дну (горизонт 2 на рис.5.21а) с использованием половины величины скорости в водном слое. Разрез (b) получен при размещении сейсмоприемников на морском дне. Шаг 2: Промежуточное волновое поле экстраполировано назад к поверхности с использованием скорости в слое под морским дном. Полученный в результате разрез с нулевым выносом (с) можно сравнить с разрезом с нулевым выносом (d), который получен независимо с использованием такой же модели «скорость-глубина», что на рис.5.21а, но скорость в перекрывающей толще такая же, как в подстилающем слое (2000м/с).

Сложное приращение можно видеть на выборках ОПВ и ОСТ (рис.5.24а и 5.25а соответственно). Они были синтезированы по модели глубин на рис.5.6 с использованием программы моделирования, основанной на построении лучей, которое не включает дифрагированные волны и не моделирует амплитуды надлежащим образом. Удаления «взрыв-прибор» изменяется от 50 до 2387.5м с шагом между сейсмоприемниками 12.5м. В общем, было сформировано 437 выборок ОПВ; каждая выборка включает 192 трассы. Кратность наблюдения по всему профилю составляет 96.

Начиная с выборок ОПВ, замещение слоя перед суммированием включает (а) продолжение вниз всех сейсмоприемников к выходной поверхности приведения с использованием скорости в перекрывающей толще; (b) сортировку данных в выборки ОТП; (с) продолжение вниз точек взрыва на ту же самую выходную поверхность приведения с использование скорости в перекрывающей толще; (d) продолжение точек взрыва вверх к поверхности с использованием скорости в подстилающем слое; (е) сортировка данных в выборки ОПВ; (f) продолжение вверх сейсмоприемников к поверхности с использованием скорости в подстилающем слое.

Рис.5.24 (а) Синтетическая выборка ОПВ по сложной части модели «скорость-глубина» на рис.5.6 до замещения слоя (а) и после замещения слоя (b). Ограничения в моделировании методом построения луча обуславливают резкие прерывания вдоль кривых приращения и всплески амплитуд в (а), что, в свою очередь, приводит к появлению ложных дифракционных волн в (b) в шагах продолжения вверх.   Эта последняя операция устраняет искажения времен пробега, ассоциированные с морским дном, как видно на выборках ОПВ и ОСТ (рис.5.24b и 5.25с соответственно). Несмотря на нежелательные эффекты, вызванные ограничениями моделирования методом

Рис.5.25 Выборка ОСТ и спектр скоростей по сложной части модели «скорость-глубина» на рис.5.6 до замещения слоя [(а) и (b)] и после замещения слоя [(c) и (d)].

построения луча, сложность отражений, ассоциированных с горизонтами 3 и 4 на рис.5.6, была уменьшена путем замещения слоя. После устранения влияния сложно построенной перекрывающей толщи эти отражения имеют гиперболическое приращение, как видно на рис.5.24b. Отражения А, В, С ассоциированы с горизонтами 2, 3 и 4 соответственно (рис.5.6). Обратите внимание, что горизонт 3 является плоским. Следовательно, вершина гиперболы находится на трассе, соответствующей ближнему выносу (отражение В). С другой стороны, горизонт 4 наклонен вправо. Следовательно, вершина гиперболы смещается вверх по восстанию (как показано стрелкой на рис.5.24b).

После замещения слоя для отражения ниже сложно построенной перекрывающей толщи произошло улучшение оценок скорости (сравните рис.5.25b и 5.25d). Скоростной анализ перед замещением слоя дает хорошо различимый пик для отражения от дна А, тогда как пики В и С, ассоциированные с боле глубокими слоями (горизонты 3 и 4 на рис.5.6), неразличимы. Аналогично, отражения В и С также являются неразличимыми на кривой максимальной корреляции, построенной справа от спектра скоростей. После замещения слоя (рис.5.25d) пики, обозначенные х, ассоциированные с тремя отражениями, можно различить на спектре скоростей и на кривой корреляции. Наклонное отражение от морского дна А сейчас характеризуется значительно более высокой скоростью приращения (2300м/с на рис.5.25d) по сравнению с первоначальной величиной (1600м/с на рис.5.25b). Для отражения В на рис.5.25d выбрана скорость 2000м/с – это скорость в среде над этой отражающей поверхностью после замещения слоя.

Если это справедливо для любого процесса, основанного на экстраполяции формы волны, методике замещения слоя, рассмотренной здесь, свойственна пространственная неоднозначность. При современных методиках сбора данных мы можем вести запись большим количеством каналов при малом шаге между точками взрыва и группами сейсмоприемников. Следовательно, для недавно полученных данных пространственная неоднозначность не должна быть большой проблемой. При этом условии замещение слоя перед суммированием, сопровождаемое миграцией во времени после суммирования, является практической альтернативой миграции по глубине перед суммированием на площадях, где простой геологический разрез погребен под отложениями со значительным изменением скорости в латеральном направлении.

Математические подробности экстраполяции волнового поля, основанной на интеграле Кирхгоффа, даются в статье Berryhill (1979). Для замещения слоя после суммирования мы допускаем, что сумма представляет собой разрез с нулевым выносом, эквивалентный волновому полю, формируемому взрывающимися отражающими поверхностями, при условии, что скорость в среде уменьшена вдвое (Раздел 4.1). Мы считаем, что источники уже расположены на отражающих поверхностях. Следовательно, нам необходимо только переместить сейсмоприемники от одной поверхности приведения к другой на стадиях продолжения вверх и вниз. Для замещения слоя перед суммированием каждая выборка ОПВ или ОТП экстраполируется независимо. В частности, волновое поле в точке на выходной поверхности приведения рассчитывается с применением всех трасс во входной выборке. Хотя это и не рассматривается в настоящем примере, в процессе выполнения шагов продолжения вниз точек взрыва и приема выходная выборка должна быть рассчитана за пределами входной выборки, чтобы предотвратить возможную потерю сильно наклоненных отражений. Для замещения слоя перед суммированием скорость, используемая в эксплуатации, представляет собой скорость в среде между входной и выходной поверхностями приведения.

Сейчас рассмотрим пример полевых данных на рис.5.12а. Замещение слоя будет выполнено до, и после суммирования с целью устранения влияния морского дна неправильной формы. Сначала мы должны определить геометрию перекрывающей толщи (в данном случае рельеф дна). Поскольку скорость в перекрывающей толще постоянная (1475м/с), мы мигрируем суммарный разрез ОСТ, используя метод Stolt с постоянной скоростью, оцифровываем рельеф морского дна и преобразуем его в глубину, как показано на рис.5.26а.

Рассмотрим замещение слоя после суммирования. Сначала продолжим вниз сумму ОСТ (рис.5.12а), используя скорость в воде от поверхности до дна, чтобы получить разрез со сглаженными горизонтами на рис.5.26b. Как обычно, мы предполагаем, что сумма ОСТ представляет собой волновое поле с нулевым выносом. Отражение от дна приблизительно плоское и расположено на времени t = 0 (это указывает на достаточную точность модели «скорость-глубина» на рис.5.26а). Хотя отражения имеют неправильную форму, они на этом разрезе являются достаточно выдержанными; это признак того, что мы достигли эффекта фокусировки, выполняя экстраполяцию вниз. Нижняя часть разреза представляет собой зеркальное отражение рельефа дна.

Следующий шаг – возвращение этого волнового поля на поверхность с использованием скорости в подстилающем слое (2500м/с). Эта скорость, выведенная по сейсмическим данным, является достаточно постоянной по разрезу. На рис. 5.26с показан разрез после продолжения вверх. Он представляет собой результат замещения слоя. После устранения влияния сложно построенной перекрывающей толщи для изображения этого разреза требуется только миграция во времени (рис.5.26d). Разрез с миграцией во времени сейчас можно сопоставить с результатом миграции по глубине после суммирования (рис.5.12d). Несмотря на различные подходы эти два результата подразумевают сходную структурную интерпретацию, хотя это не показано, следует выполнить точное сопоставление между миграцией по глубине и миграцией во времени, преобразованным в глубину (depth-converted time migration).

Рассмотрим результаты замещения слоя перед суммированием. Начнем с выборок ОПВ; используя модель глубин на рис.5.26а, выполним продолжение вниз и вверх на выборках ОПВ и ОТП. Промежуточные шаги для заданных выборок ОПВ показаны на рис.5.27. Обратите внимание на время вступления отражения от дна на времени t = 0 в выборках в шаге 2 после продолжения ко дну точек взрыва и приема.

На рис.5.28 показан выбранный набор выборок ОСТ до, и после замены слоя. Они отсортированы из ОПВ в шагах соответственно 0 и 4. Поскольку данные содержат интенсивные кратные волны, оценка результатов замещения слоя затруднена. Как и в любой другой методике экстраполирования в одном направлении, datuming волнового уравнения обрабатывает кратные отражения как первичные. По скоростному анализу на рис.5.29 мы можем выполнить пикинг спектра скоростей после замещения слоя. Однако, решающее слово остается за суммарным разрезом ОСТ (рис.5.30а). После миграции во времени он обеспечивает точное изображение подстилающего слоя, свободное от влияния сложно построенной перекрывающей толщи (сравните рис.5.30b и рис.5.12d и 5.26d).

Интерпретация несогласия Т по результатам замещения слоя перед суммированием (рис.5.30а и b) хорошо согласуется с предложенной моделью глубин на рис.5.12с. Несогласие выдержано ниже средней точки С, где имеется структурное поднятие. Ниже и левее средней точки А несогласие простирается вправо с разломами растяжения в древний континентальный шельф ниже средней точки В, и затем – в континентальный склон этого же возраста справа от структурного поднятия ниже средней точки С. На настоящее время ситуация противоположная – континентальный шельф расположен справа. Обратите внимание, что отражающая поверхность R залегает согласно с остальной частью разреза на этой глубине выше несогласия.

Для случая дна неправильной формы показано, что последовательность замещение слоя перед суммированием – поправка за нормальное приращение – суммирование – миграция во времени после суммирования эквивалентна полной миграции по глубине перед суммированием. Эта последняя характеризуется высокой стоимостью, тогда как замещение слоя перед суммированием дает немигрированный суммарный разрез и предоставляет возможность улучшить скоростной анализ после устранения влияния сложного приращения.

Ситуация может оказаться более запутанной, когда мы имеем дело с проблемой сложно построенной перекрывающей толщи, которая включает более одной границы раздела. В принципе, datuming можно применять послойно и влияние перекрывающей толщи будет устранено. Это увеличивает стоимость; с таким же успехом можно выполнить миграцию по глубине. Большая часть сейсмических данных характеризуется гиперболическим приращением. Негиперболическим приращением часто может оперировать общепринятая сумма ОСТ. Если получается сумма хорошего качества, достаточно получить изображение после суммирования. Редко имеет место случай, когда приращение настолько сложное, что единственный способ решения проблемы – это datuming до суммирования или миграция.

Рис.5.27 Шаги, выполняемые при замещении слоя перед суммированием. Эти выборки ОПВ составлены по полевым данным на рис.5.12а. Модель верхней части разреза показана на рис.5.26(а). (0) Выборки ОПВ на поверхности; (1) продолжение вниз сейсмоприемников ко дну; v = 1475м/с; (2) продолжение вниз источников ко дну; v = 1475м/с; (3) продолжение вверх источников к поверхности; v = 2500м/с; (4) продолжение вверх сейсмоприемников к поверхности; v = 2500м/с (Данные Hispanoil.)

Рис.5.28 Выборки ОСТ, ассоциированные с выборками ОПВ (шаги 0 - 4 на рис.5.27); (а) до замещения слоя; (b) после замещения слоя (Данные Hispanoil.)

Рис.5.29 Скоростной анализ в окрестности средней точки С на рис.5.12а; (а) до замещения слоя; (b) после замещения слоя.

Рис.5.30 (а) Сумма ОСТ, выведенная по выборкам (рис5.28b) после замещения слоя. Сравните с общепринятой суммой и с результатом замещения слоя после суммирования на рис.5.12а и 5.26с соответственно. (b) Миграция во времени суммарного разреза (а). Сравните с миграцией во времени результат замещения слоя после суммирования и с миграцией по глубине после суммирования (рис.5.26d и 5.12d соответственно). (Данные Hispanoil.)

Рис.5.31 (а) Разрез с нулевым выносом, содержащий нулевые трассы за исключением одной, на которой имеется один изолированный импульс; (b)модель «скорость-глубина» для миграции по глубине; (с) плоскость (x,z) – разрез, мигрированный по глубине; см. Упражнения 5.1.

УПРАЖНЕНИЯ

Упражнение 5.1 Рассмотрите разрез с нулевым выносом (x,t) на рис.5.31. Используя модель «скорость-глубина» на этом же рисунке, постройте в схематическом виде разрез (x,z), мигрированный по глубине.

Упражнение 5.2 Откорректируйте горизонты на модели «скорость-глубина» (рис.5.15, слева внизу) с разрезом на рис.5.15 (справа внизу).

Поиск по сайту: