DE2035624B2

DE2035624B2 - Verfahren zum Bestimmen der Intervallgeschwindigkeit und der Neigung von reflektierenden Schichten einer Formation

Info

Publication number: DE2035624B2
Application number: DE2035624A
Authority: DE
Inventors: Norman John Austin Guinzy; William Harold Duncanville Ruehle
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1969-07-17
Filing date: 1970-07-17
Publication date: 1978-08-24
Also published as: US3611278A; DE2035624A1; DE2035624C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen der Intervallgeschwindigkeit und der Neigung von reflektierenden Schichten einer Formation aus seismischen Daten, die die Ankunftszeit und die Neigungs-Zeitdifferenz (time dip) seismischer Reflexionen indem darstellen, der seismische Strahlenweg der N-ten Schicht und der vorangehenden Schicht aus der bekannten Neigung der N-ten Schicht durch eine Rechenmaschine berechnet und berechnete Ankunftszeiten an ausgewählten Detektorstationen längs einer Untersuchungslinie an der Erdoberfläche erzeugt werden, wobei diese Stufen für folgende reflektierende Schichten wiederholt werden.

Ein derartiges bekanntes Verfahren (Geophysical Prospecting, 13, 1965, Seiten 306 bis 317) ist insofern nachteilig, als dort die ungerechtfertigte und nicht zutreffende Annahme gemacht wird, daß die Geschwindigkeit, die Neigung und die Schichtdicke einer Formation voneinander unabhängige Variable sind. Auf dieser Annahme basierend werden Differentialgleichungen aufgestellt, um diese für die Geschwindigkeit, die Neigung und die Dicke zu lösen. Die erzielten Resultate sind jedoch nicht zutreffend, da lediglich eine unabhängige Variable, nämlich die Geschwindigkeit, vorhanden

ίο ist Die durch eine seismische Untersuchung erhaltenen Daten sind Ankunftszeiten bzw. Zeitpunkte, zu denen bestimmte Reflexionen an in einer Linie aufgestellten Geophonen eintreffen. Die Zeitpunkte, an denen Reflexionen eintreffen, hängen von der Geschwindigkeit, der Neigung und der Schichtdicke der untersuchten Erdformation ab. Beispielsweise würde eine hohe Schallausbreitungsgeschwindigkeit in einer dicken Schicht einen Ankunftszeitpunkt ergeben, der einer niedrigeren Schallausbreitungsgeschwindigkeit in einer dünnen Schicht entspräche.

Bei einem anderen bekannten Auswertungsverfahren (US-PS 34 17 370) wird eine Geschwindigkeitsbestimmung aus einem Satz von Seismogrammen ermittelt, bei welchem verschiedene Untersuchungswinkel unterschiedlichen Geschwindigkeitsfunktionen entsprechen. Bei diesem Verfahren wird die Neigung jedoch vernachlässigt, um die Berechnungen zu vereinfachen, was jedoch zu dem grundsätzlichen Nachteil führt, daß von der Neigung 0 abweichende Neigungen von Horizonten nicht berücksichtigt werden können. Dementsprechend wird ein CDP-Satz von Seismogrammen verwendet, d.h. es wird ein Seismogramm zugrunde gelegt, welches Reflexionen von einem einzigen Punkt unterhalb der Erdoberfläche berücksichtigt, wird jedoch ein einziger Punkt zugrunde gelegt, so ist es unmöglich, die Neigung der zugehörigen Schicht zu berücksichtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Intervallgeschwindigkeiten und der Schichtneigungen zu schaffen, das gegenüber dem Verfahren der eingangs genannten Art verbessert ist.

Dies wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß aus der Neigungs-Zeitdifferenz der Punkt an dem N—1-ten Horizont ermittelt wird, von dem ein Strahlenweg ausgeht, der auf den N-ten Horizont senkrecht auftrifft, um die Geschwindigkeit und Neigung der N-ten Schicht zu ermitteln, die sodann der Berechnung der Ankunftszeiten zugrunde gelegt wird, die berechneten Ankunftszeiten mit den tatsächlichen Ankunftszeiten verglichen werden, und daß diejenige Intervallgeschwindigkeit und diejenige Schichtneigung ausgewählt werden, die den kleinsten Fehler ergeben.

Das erstgenannte bekannte Verfahren der Geschwindigkeitsberechnung ist ein Näherungsverfahren unter Berücksichtigung der kleinsten Fehlerquadrate. Es stellt somit ein Kurvenanpassungsverfahren dar, welches aufeinanderfolgende Annäherungen an eine Kurve berücksichtigt, um sich der richtigen Kurve zu nähern. Daher ist es statistischen Ungenauigkeiten unterworfen. Im Hinblick auf das zweitgenannte bekannte Verfahren wird beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Neigung unterirdischer Schichten berücksichtigt, indem eine Mehrzahl von CDP-Sätzen verwendet wird, welche hinsichtlich angenommener Geschwindigkeiten und unterschiedlicher angenommener Neigungswerte untersucht werden, bis die erhaltenen

Werte am nächsten an die ermittelten Werte herankommen, wobei die zugehörigen Geschwindigkeiten und Neigungen den tatsächlichen Geschwindigkeiten und Neigungen entsprechen.

Insgesamt ist festzustellen, daß bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weniger mathematische Ansätze erforderlich sind, so daß die erforderliche Rechenarbeit sich verringert, wobei die angewendete demgegenüber einfacher durchzuführende Iteration*- methode eine für die Praxis mindestens gleich gute Kurvenanpassung ergibt

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert

F i g. 1 ist ein Fließdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung;

F i g. 2 zeigt eine Aufstellung von Geophonen zwecks Aufnahme seismischer Daten;

F i g. 3a und 3b zeigen Strahlendiagramme;

F i g. 4 ist eine Darstellung berechneter Reflexionszeiten als Funktion der waagerechten Versetzung;

F i g. 5 ist eine graphische Darstellung des Fehlers als Funktion der Geschwindigkeit;

F i g. 6 zeigt ein seismisches Diagramm;

F i g. 7 und 8 zeigen mittels eines VIP-Verfahrens erhaltene Werte;

F i g. 9 zeigt das Ergebnis des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Bevor mit einer Beschreibung des Verfahrens gemäß der Erfindung in Verbindung mit dem Fließdiagramm gemäß F i g. 1 fortgefahren wird, wird zunächst auf Fig.2 Bezug genommen. An den Schußpunkten Si, S2 und S₃ werden Schüsse abgetan, während an den Empfängern R\, R2 und R3 Spuren aufgenommen werden. Für gewöhnlich sind viel mehr Empfänger vorhanden, um eine große Zahl von Seismogrammen zu erhalten, die zueinander längs der Untersuchungslinie versetzt sind. Bei der Aufstellung nach F i g. 2 handelt es sich um ein System mit gemeinsamem Oberflächenpunkt Die seismischen Reflexionen, die auf dem Seismogramm erscheinen, können durch hyperbolische Kurven quer über die seismischen Spuren angenähert werden, und zwar durch

-S- - τ>² = it ■

^Ya

Tr ist die Ankunftszeit der Reflexion (Reflexionszeit) einer Spur im Seismogramm, X die waagerechte Versetzung dieser Spur, 71 die Reflexionszeit bei waagerechter Versetzung Null, und V_a die mittlere oder anscheinende Geschwindigkeit

Es gibt zahlreiche Techniken, um die mittlere Geschwindigkeit und die Reflexionszeit bei waagerechter Versetzung Null zu erhalten. Diese beiden Größen werden benötigt, um an den seismischen Spuren eines Seismogramms die Normalmoveout-Korrektur (NMO-Korrektur) vornehmen zu können. (An Hand der F i g. 7 und 8 wird das VIP-Verfahren beschrieben werden.) Die Ordinate im Seismogramm nach Fig.6 ist die Aufzeichnungszeit von 0 bis etwa 3,0 Sekunden. Die Abszisse stellt die waagerechte Versetzung der seismischen Spuren längs der Untersuchungslinie dar.

Mit jedem Inkrement der Aufzeichnungszeit sind die Spuren mit Bezug aufeinander zeitlich verschoben, wobei diese NMO-Korrektur auf einem angenommenen Geschwindigkeitswert basiert. Dann wird die Signalenergie aller zeitverschobener Spuren für diesen angenommenen Geschwindigkeitswert ermittelt. Eine Technik, um dieses auszuführen, besteht darin, die Quer-Korrelationsfunktion aller Spuren für eine Verzögerung oder Nacheilung von Null zu ermitteln. Werte dieser Korrelationsfunktion für Verzögerung Null werden für jede angenommene Geschwindigkeit erhalten. Wie in F i g. 7 dargestellt ist der Wert der mittleren Geschwindigkeit über eine Mehrzahl von Werten zwischen 5000 und 13000 Fuß je Sekunde iteriert worden. F i g. 7 zeigt eine Mehrzahl von Signalenergiekurven, und zwar eine Signalenergiekurve für jede einer Mehrzahl von Aufzeichnungszeiten. Spitzen in der Signalenergiekurve zeigen den richtigen Wert der angenommenen scheinbaren Geschwindigkeit für einen besonderen Reflektor an. Der F i g. 7 ist zu entnehmen, daß verschiedene Reflektoren vorhanden sind und daß die Geschwindigkeiten zwischen 5000 und 7000 Fuß je Sekunde liegen.

Die einzelne Kurve gemäß F i g. 7 stellt das Maximum der Signalenergiekurven dar. Dies ist eine gute Anzeige der Reflexionszeit bei waagerechter Versetzung Null einer Mehrzahl von reflektierenden Schichten in den unterirdischen Formationen.

Zusätzlich zum Durchprüfen aller Geschwindigkeitswerte und senkrechten Wanderungszeiten, wie es durch die Ausga ngsdaten gemäß F i g. 7 angezeigt ist, können mit einem Verfahren dieser Art auch eine Reihe angenommener Neigungswerte durchgeprüft werden, und zwar sowohl positive als auch negative. Diese Neigungen können entweder in Form des angenomme-

jo nen Neigungswinkels, d. h. verschiedener Winkelwerte, oder als 2Leitverschiebung zwischen der ersten und der letzten Spur in der Folge ausgedrückt werden.

F i g. 8 ist eine Darstellung der Gesamtenergiekurven, deren jede der einzelnen Kurve gemäß F i g. 7 ähnlich ist, und zwar für jeden einer Mehrzahl angenommener Neigungswerte. In diesem Fall ist die Neigung als Gesamtzeitverschiebung zwischen benachbarten Punkten gemeinsamer Tiefe ausgedrückt Aus dieser Information kann die annähernde Neigung jedes Reflektors bestimmt werden.

Während das Ergebnis eines VIP-Verfahrens in den F i g. 7 und 8 zeichnerisch dargestellt ist, kann dieses auch in digitale Form gebracht werden und als Eingang für das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden. Von einem Verfahren der oben beschriebenen Art sind seismische Daten verfügbar, welche die Ankunftszeiten 7J bei waagerechter Versetzung Null von Reflexionen, die scheinbare Geschwindigkeit V₁ zu jedem Reflektor und die Neigungs-Zeitdifferenz At_n (time dip) jeder seismischen Reflexion umfassen. Aus diesen Daten wird mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung die Intervallgeschwindigkeit für jede Schicht bestimmt und eine genauere Bestimmung der Neigung möglich. Zusätzlich wird die Lage jedes Reflektors ermittelt, und zwar durch Erzeugung eines Modells des Strahlenpfades durch aufeinanderfolgende Schichten und durch Vergleich mit den beobachteten Feldda'.en, um das beste Modell zu erhalten. Dies wird Schicht für Schicht ausgeführt.

Es wird zunächst die erste Schicht in Verbindung mit den F i g. 3a und 3b betrachtet Die Intervallgeschwindigkeit Vi der ersten Schicht wird aus der Gleichung

genau bestimmt.

Die mittlere Geschwindigkeit V₁ zu dem ersten Reflektor ist aus dem vorhergehend durchgeführten

VIP-Verfahren ebenso wie die Neigung Φι »der—j des ersten Reflektors bekannt. Aus der Neigung des ersten Reflektors und der Geschwindigkeit der ersten Schicht wird die Richtung des Strahlenpfades in der ersten Schicht bestimmt. Die Zeit T₀ für waagerechte Versetzung Null, die aus dem VIP-Verfahren ermittelt worden ist, ergibt die Dicke der Schicht.

Wenn diese Kennwerte für die erste Schicht direkt erhalten worden sind, nimmt das Verfahren nunmehr seinen Fortgang, um die Kennwerte für die nachfolgenden Schichten durch ein Modellverfahren zu erhalten. Zuerst werden verschiedene Geschwindigkeiten [V₂i, V₂₂, V₂₃] usw. für die zweite Schicht angenommen. Für jedes Geschwindigkeit ergibt das Snelliussche Gesetz die Strahlenrichtung in der zweiten Schicht.

sin α ι

sin /\₂ ~V₂~

Aus der Strahlenrichtung in der zweiten Schicht kann die Neigung der zweiten Schicht berechnet werden, weil der Strahl auf die zweite Schicht normal auftrifft. Die Zeit 7o für waagerechte Versetzung Null aus den Felddaten bestimmt zusammen mit der iterierten Intervallgeschwindigkeit, wie dick die zweite Schicht ist. Nunmehr können die Laufzeiten für jeden Wert von X für jede iterierte Geschwindigkeit berechnet werden.

Zum Beispiel sind für die Geschwindigkeiten V₂| die berechneten Reflexionszeiten Tn, für jeden Wert waagerechter Versetzung X durch die ausgezogene Linie in F i g. 4 dargestellt. Diese sind aus den bekannten Migrationsgleichungen berechnet worden; d. h. für jede Schicht kann die waagerechte Verschiebung des Strahles zwischen dem oberen Ende des Intervalls und dem unteren Ende des Intervalls bestimmt werden. Die Länge des Strahlenpfades in jeder Schicht und die Laufzeit über die Schicht wird unter Verwendung des angenommenen Wertes der Intervallgeschwindigkeit bestimmt.

E»ie beobachteten Werte der Reflexionszeiten an jeder der Spuren sind durch Kreise in Fig.4 angedeutet. Die Summe der Unterschiede zwischen den berechneten und den beobachteten Werten der Reflexionszeiten für jeden Wert von X werden summiert, um eine Fehlerfunktion zu erzeugen. Das heißt, der Fehler ist

worin / der Spurenindex, m die Anzahl der Spuren, Tm die beobachtete Reflexionszeit der Reflexion N auf der /-ten Spur und Tm die berechnete Reflexionszeit der Reflexion /Vauf der /-ten Spur ist. Dieser Fehler wird für jede iterierte Geschwindigkeit bestimmt, er ist in F i g. 5 als Funktion der Geschwindigkeit dargestellt Die den minimalen Fehler ergebende Geschwindigkeit ist die richtige Intervallgeschwindigkeit für die Schicht, welche durch das Newtonsche Iterationsverfahren bestimmt wird.

Nachdem die Intervallgeschwindigkeit V₂ für die zweite Schicht bestimmt worden ist, wird das Verfahren für die dritte Schicht wiederholt.

Die Neigung der ersten und der zweiten Schicht ist nunmehr genau bekannt. Die Zeit T₀ bei waagerechter Versetzung Null für die dritte Schicht zeigt die Dicke der dritten Schicht an. Für einen angenommenen Geschwindigkeitswert ist die Strahlenrichtung in der dritten Schicht ebenfalls durch das Snelliussche Gesetz gegeben.

sin ,\₄ = sin «, · ~ .

Nunmehr können die Laufzeiten Tm durch die dritte

Schicht für jeden Wert von X berechnet werden. Die Berechnung der Laufzeit durch die dritte Schicht kann

in Übereinstimmung mit der nachstehenden Gleichung erfolgen

I = / '

worin D, die Länge des Strahlenweges in der /-ten Schicht und V,- die Intervallgeschwindigkeit in der /-ten Schicht ist.

Bei der Berechnung von Tm werden die Werte der Intervallgeschwindigkeit und der Neigung verwendet. Die Reflexionszeiten für verschiedene Werte von X werden für jede einer Mehrzahl iterierter Geschwindigkeiten V_3i, V₃₂, V₃₃ usw. berechnet

Die berechneten Werte von 7m werden mit beobachteten Werten von T_Ni verglichen, um eine Fehlerfunktion zu erzeugen, das Minimum in dieser Fehlerfunktion wird ermittelt und ergibt die Intervallgeschwindigkeit

Nachfolgend wird eine Variante des vorstehenden Verfahrens beschrieben, wobei die beobachteten Reflexionszeiten Tm aus dem Seismogramm nicht verwendet werden, obwohl dies die ideale Technik ist Statt dessen wird ihr Äquivalent

± vl

verwendet Dieser Ausdruck ist für jeden Wert von X aus dem vorgenannten VIP-Verfahren verfügbar. Es ist ersichtlich, daß dieser Ausdruck mit der Reflexionszeit durch die folgende Gleichung in Beziehung gebracht werden kann:

v²

Λ,- ₂

T₇₂- + I₀ = 'Ni ■

Jedoch ist es, anstatt alle Reflexionen aus dem Seismogramm aufzunehmen, leichter, die mittlere

so Geschwindigkeit zu verwenden, die aus dem VlP-Verfahren verfügbar ist.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an Hand des Fließdiagramms (Fig. 1) erläutert Das Verfahren beginnt bei 1, d. h. es werden die Reflexionszeiten 7m, worin Ndie Nummer der Schicht und /der Spurenindex ist, die Zeit-Neigungsdifferenzen Atn, Eschw, der Schwellwert für die Fehlerfunktion (F i g. 5) und Vmin, der minimale Wert der Intervallgeschwindigkeit der als gültig angenommen wird, eingegeben. (Wie oben erwähnt, kann an Stelle der Reflexionszeiten die mittlere aus dem VIP-Verfahren ermittelte Geschwindigkeit eingegeben werden.)

Wie bei 2 angedeutet, wird ein Zähler schrittweise fortgeschaltet, so daß die Intervallgeschwindigkeiten

b5 und die Neigungen aufeinanderfolgend für jede Schicht bestimmt werden. Wie oben erwähnt, ist es sehr wichtig, daß eine genaue Bestimmung der Intervallgeschwindigkeit Vi für die erste Schicht erhalten wird. Wie bei 3

angedeutet, wird die Intervallgeschwindigkeit Vi für die erste Schicht aus der bekannten mittleren Geschwindigkeit V₃ und der Neigung Φ\ der ersten Schicht bestimmt. Wie bei 4 angedeutet, wird ein Modell gebildet, wobei eine nachfolgende Schicht dem Modell während jedes Durchlaufens einer Schleife hinzugefügt wird. Für jeden angenommenen Wert der Intervallgeschwindigkeit bestimmt das Snelliussche Gesetz die Strahlenrichtung in der N-ten Schicht durch den Ausdruck

^va ,v-ii

Hierdurch wird die Neigung Φ,ν der N-ten Schicht bestimmt, weil der Strahl senkrecht auf die N-te Schicht auftrifft

Wenn das Modell bis zur N-ten Schicht vervollständigt worden ist, sind folgende Größen bekannt: Die Zeit T₀ bei waagerechter Versetzung Null zur N-ten Schicht, welche die Dicke dieser Schicht bestimmt, die Neigungen der Schicht N— 1 und aller vorhergehender Schichten und die Intervallgeschwindigkeit Vn der N-ten Schicht und aller vorhergehenden Schichten. Nunmehr können die Laufzeiten f_Ni berechnet werden, wie es bei 5 angedeutet ist.

Die berechneten Werte 7/v/ werden von den entsprechenden Werten fm aus den Felddaten abgezogen, um den Fehler E und die Fehlerkurve (F i g. 5) zu bestimmen. Sodann wird das Minimum durch Newtonsche Iterationsverfahren bestimmt, wie es bei 6 angedeutet ist.

Wenn der minimale Fehler festgestellt worden ist, wird er mit dem Schwellenwert Eschw verglichen, wie es bei 7 angedeutet ist. Wenn der Fehler kleiner als der Schwellenwert ist, wird die dem minimalen Fehler zugeordnete Geschwindigkeit VW mit der minimalen annehmbaren Geschwindigkeit Vmin verglichen, wie es bei 8 angedeutet ist Wenn Vn größer als Vmin ist, dann wird Vn zusammen mit der Neigung der N-ten Schicht Φ ν gespeichert, wie dies bei 9 angedeutet ist. In diesem Fall wird der Zähler einen Schritt fortgeschaltet, wie dies bei 2 angedeutet ist, und die gleichen Funktionen werden für die nächste Schicht durchgeführt

Wenn der Vergleich bei 7 oder der Vergleich bei 8 anders als oben angegeben ausfällt, d. h. nicht zufriedenstellende oder annehmbare Geschwindigkeit ergibt, so wird diese Schicht fallengelassen, wie dies bei 10 angedeutet ist. Wenn beispielsweise die Eingangsdaten aus dem VIP-Verfahren angezeigt haben, daß vier Schichten 1, 2, 3, 4 vorhanden sind, und wenn bei Berechnung der dritten Schicht sich V₃ kleiner als Vmin herausstellt, wird diese Schicht fallengelassen und die Schichten werden umnumeriert

Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß das Verfahren gemäß der Erfindung unter Verwendung mehrerei' bekannter Arten von Rechenmaschinen verwirklicht werden kann, es ist besonders geeignet zur Verwendung mit einem allgemeinen Zwecken dienenden Digitalrechner.

Die Nützlichkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung wird am besten an Hand der F i g. 6—9 demonstriert.

F i g. 6 läßt nach links geneigte Horizonte erkennen. Bei 1,0 bis 1,8 Sekunden erscheint eine geringfügige Verdickung. Der mit Event »A« bezeichnete Reflexionsbereich zeigt keine Neigung.

Felddaten aus diesem Bereich wurden nach dem VIP-Verfahren verarbeitet, um die in den Fig.7 und 8 dargestellten Daten zu erhalten. Die mittleren Geschwindigkeiten und die Reflexionszeiten 71 von diesen Daten wurden als Eingangswerte für das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet, die erzielten Ergebnisse sind in F i g. 9 dargestellt. Gemäß F i g. 9 wurde die Intervallgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, und zwar sowohl mit Neigung, wie vorstehend beschrieben, als auch mit der Annahme bestimmt, daß keine Neigung

ίο vorhanden war. Beide Intervallgeschwindigkeiten sind in F i g. 9 als Funktion der Aufzeichnungszeit aufgezeichnet.

Weiterhin sind in Fig.9 Pfeile dargestellt, die Verlagerungen lokalisieren und ihr Neigungsverhalten

! 5 angeben. Es ist zu bemerken, daß die Erscheinung Event »A«, wenn sie in Raumkoordinaten verlagert ist, nach rechts geneigt ist, so daß eine Neigungsumkehr zu erkennen ist, die in F i g. 6 nicht sichtbar ist.

Die durch die obengenannten Figuren dargebotenen Daten sind nachstehend in Tabellenform wiedergegeben.

Aufzeich- Interwall Neigungs- X Y

nungszeit geschwindig- Zeitdifferenz in Fuß in Fuß in see keit in Fuß/
see

0,140
0,310
0,620
0,945
1,240
1,530
1,790
2,125

4902
5515
5893
6773
7711
8004
9574
8329

0	0	343
0	0	812
7,9	193	1714
12,9	492	2781
6,8	446	3937
0,4	220	5115
16,2	-681	6295
9,3	-329	7743

Es sind viele Modifikationen des Verfahrens gemäß der Erfindung möglich. Beispielsweise wurde vorstehend das Verfahren in Verbindung mit einer Modellbildung und der Bestimmung des Strahlenweges nach dem Snelliusschen Gesetz beschrieben. Tatsächlich stellt dies einen Näherung für ein sich kontinuierlich änderndes Medium dar. Im allgemeinen bestimmen Eikonal-Gleichungen den Strahlenpfad in einem sich kontinuierlich ändernden Medium. Diese sind beispielsweise in »Mechanical Radiation«, L i η d s a y, R. B, McGraw — Hill, New York 1960, Seiten 41-47, beschrieben. Bei Anwendung auf den allgemeinen Fall ist das Verfahren gemäß der Erfindung auf reflektierende Zonen an Stelle

so von Schichten anwendbar, wobei die Strahlenpfade aus den Eikonal-Gleichungen anstatt aus dem Snelliusschen Gesetz bestimmt werden.

Ein dreidimensionales Verfahren wird durch eine einfache Ausdehnung des oben offenbarten Verfahrens gemäß der Erfindung verwirklicht Zu den Werten T₀, V₁ und Φ, wird der Wert von Φ, des Azimuts, hinzugefügt. Diese Parameter bestimmen vollständig die elastische Schichtung für den dreidimensionalen Fall, wie es die drei Parameter T₀, V_a und Φ für den zweidimensionalen Fall tun. Das Verfahren ist in der Verwirklichung dem oben beschriebenen Verfahren identisch, wobei eine Subroutine für ein dreidimensionales Modell angewendet wird, um die Reihe von Laufzeiten 7/v# zu erzeugen, wobei N sich auf die N-te Schicht, / sich auf den /-ten Abstand in A'-Richtung und j sich auf den /ten Abstand in dazu senkrechter Richtung eines willkürlichen orthogonalen Koordinatensystems auf der Erdoberfläche beziehen.

B09 534/97

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bestimmen der Intervallgeschwindigkeit und der Neigung von reflektierenden Schichten einer Formation aus seismischen Daten, die die Ankunftszeit und die Neigungs-Zeitdifferenz (time-dip) seismischer Reflexionen darstellen, indem der seismische Strahlenweg der N-ten Schicht und der vorangehenden Schicht aus der bekannten Neigung der N-ten Schicht durch eine Rechenmaschine berechnet und berechnete Ankunftszeiten an ausgewählten Detektorstationen längs einer Untersuchungslinie an der Erdoberfläche erzeugt werden, wobei diese Stufen für folgende reflektierende Schichten wiederholt werden, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Neigungs-Zeitdifferenz der Punkt an dem n- 1-ten Horizont ermittelt wird, von dem ein Strahlenweg ausgeht, der auf den N-ten Horizont senkrecht auftrifft, um die Geschwindigkeit und Neigung der N-ten Schicht zu ermitteln, die sodann der Berechnung der Ankunftszeiten zugrunde gelegt wird, die berechneten Ankunftszeiten mit den tatsächlichen Ankunftszeiten verglichen werden, und daß diejenige Intervallgeschwindigkeit und diejenige Schichtneigung ausgewählt werden, die den kleinsten Fehler ergeben.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenweg in der N-ten Schicht an der N— 1-ten Zwischenschicht nach dem Snelliusschen Gesetz bestimmt wird, um die Neigung der N-ten Grenzschicht zu bestimmen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenweg in der N-ten Schicht aus der Eikonal-Gleichung bestimmt wird, um Neigung und Azimut der N-ten Schicht zu bestimmen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die seismischen Daten die Durchschnittsgeschwindigkeit jeder Reflexion mitenthalten und die Durchschnittsgeschwindigkeit für jeden angenommenen Wert der Intervallgeschwindigkeit berechnet und mit der Durchschnittsgeschwindigkeit in den seismischen Daten verglichen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehler zwischen der berechneten und der tatsächlichen Ankunftszeit als Schwellwert berücksichtigt wird.