EA018751B1

EA018751B1 - Система и способ для анализа сейсмической трассы

Info

Publication number: EA018751B1
Application number: EA201170054A
Authority: EA
Inventors: Леонард Линь Чжан
Original assignee: Шеврон Ю.Эс.Эй. Инк.
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2013-10-30
Also published as: WO2009155239A3; CN102105814B; EA201170054A1; EP2304625A2; US8014950B2; US20090319190A1; CN102105814A; CA2728208A1; AU2009260283B2; AU2009260283A1; WO2009155239A2; BRPI0915381A2

Abstract

Сейсмические данные обрабатываются для уменьшения или устранения искажения, ввиду, например, редкого или нерегулярного отбора. Итерационный способ включает в себя запрещающую функцию, используемую вместе с функцией, оценивающей величину коэффициентов Фурье, которые вместе действуют для уменьшения эффектов искаженных энергий и предпочтительно для выбора правильных энергий. Вычислительные этапы проводятся сначала в k-пространстве без возвращения к X-пространству, таким образом уменьшая затраты на вычисления.

Description

Данное изобретение относится в основном к обработке геологических данных и более конкретно к системе для уменьшения эффектов искажения в отобранных данных.

Описание уровня техники

Сейсмические исследования склонны к получению разрыхленных и/или неравно выбранных данных. Это может происходить ввиду неравномерного источника и положения приемника, несовершенства системы и навигации, помех от искусственных объектов и чрезмерно высокой стоимости расстановки сейсмоприемников. С другой стороны, многие системы и способы визуализации и обработки данных требуют получения входных данных, которые отбираются плотно и регулярно. В результате часто является необходимым преобразовать данные таким образом, чтобы они имели подходящую выборочную основу.

Сущность изобретения

Техническим результатом заявленного решения является уменьшение влияния неравномерного источника, положения приемника и помех от искусственных объектов. Заявленное изобретение также позволяет получить более точные данные интересующих подземных характеристик для определениях относительных расположений залежей углеводородов или других интересующих геологических характеристик.

Аспекты вариантов осуществления настоящего изобретения обеспечивают способ обработки отобранной сейсмической трассы, представляющей информацию, относящуюся к подземной области, содержащий этапы, на которых оценивают коэффициенты Фурье сейсмической трассы с использованием дискретного преобразования Фурье, выбирают оцененные коэффициенты Фурье посредством применения критерия когерентности к оцененным коэффициентам Фурье для того, чтобы уменьшить количество искаженной энергии, представленной коэффициентами Фурье, повторно ортогонализируют коэффициенты Фурье в к-пространстве и используют повторно ортогонализированные коэффициенты Фурье для формировки сейсмического изображения подземной области.

Аспекты вариантов осуществления настоящего изобретения включают в себя способ изображения подземной характеристики, содержащий этапы, на которых принимают отобранную сейсмическую трассу, включающую в себя информацию, относящуюся к подземному объекту, оценивают коэффициенты Фурье сейсмической трассы с использованием дискретного преобразования Фурье, выбирают оцененные коэффициенты Фурье посредством применения критерия когерентности к оцененным коэффициентам Фурье для того, чтобы уменьшить количество искаженной энергии, представленной коэффициентами Фурье, повторно ортогонализируют коэффициенты Фурье в к-пространстве и применяют обратное преобразование Фурье для создания упорядоченных сейсмических данных.

Аспекты вариантов осуществления изобретения могут включать в себя считываемый компьютером носитель, закодированный с исполнимыми компьютером инструкциями для выполнения упомянутого выше способа или для управления упомянутой выше системой.

Аспекты вариантов осуществления изобретения могут включать в себя систему, включающую в себя упомянутую выше систему и сконфигурированную и выполненную с возможностью обеспечения управления системы в соответствии с упомянутым выше способом. Такая система может включать в себя, например, компьютер, запрограммированный, чтобы обеспечить возможность пользователю управлять устройством в соответствии со способом или другими способами.

Эти и другие объекты, признаки и характеристики настоящего изобретения, так же как способы работы и функции связанных элементов структуры и комбинации частей и экономические аспекты производства, станут более очевидными после рассмотрения следующего описания и приложенной формулы изобретения в отношении сопроводительных чертежей, все из которых являются частью этого описания, в котором одинаковые ссылочные позиции, определяют соответствующие части в различных чертежах. Должно быть понятно явным образом, однако, что чертежи являются размещенными только с целью иллюстрации и описания и не предназначаются для определения границ изобретения. Как используются в описании и в формуле изобретения, использование единственного числа при указании признаков изобретения включают в себя возможность использования множественного числа, если контекст явным образом не диктует обратное.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 показывает пример сбора отобранных трасс;

фиг. 2 показывает ί-к спектры для сбора по фиг. 1;

фиг. 3 показывает ί-к спектры по фиг. 2 после применения способа в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения;

фиг. 4 показывает обратное преобразование Фурье ί-к спектров по фиг. 3 и фиг. 5 является схематической иллюстрацией варианта осуществления системы для выполнения способов в соответствии с вариантами осуществления данного изобретения.

Подробное описание

Сейсмические данные могут быть скомпилированы в двумерную область, или выборку. Пример показан на фиг. 1. Вообще, набор таких данных может быть обозначен как Ρ(ΐ,χ), где ΐ и х соответственно

- 1 018751 представляют время и пространство. В примере фиг. 1 ось X представляет расстояние (пространство) в метрах, в то время как ось У представляет время в секундах. Для этого примера выборки нерегулярно располагаются с интервалами и имеют негустую выборку. С целью ясности трассы в основном являются бесшумными, показывая только несколько записанных событий 10, в то время как за пределами каждого высоко-амплитудного события, трасса является, по существу, плоской с нулевой амплитудой. Кроме того, данные были преобразованы в рамку таким образом, что сейсмические события являются довольно линейными.

Для данных, которые хорошо отбираются (то есть, с достаточной частотой выборки, и достаточно регулярно по времени), преобразование Фурье может быть вычислено с использованием быстрого преобразования Фурье (Га§1 Роштет (гапГогш: РРТ) в соответствии с уравнением 1,

Р(ω, £) =ГТ_к [Р(£,х) ](1) где РТ₁ является временным оператором преобразования Фурье. Для каждой частоты ω, задавая данные в качестве функции х, уравнение 2 может быть записано:

Ъ(х)= Ρ(ω,χ)(2)

Как отмечено выше, может быть сделано предположение, заключающееся в том, что данные равномерно выбираются так, чтобы равномерно выбранная последовательность этой функции может быть выражена как уравнение 3:

£_п=А(иДх) и = 0,1,...У-1,(3)

Прямое дискретное преобразование Фурье (б18ете1е Роштет [гапГогш: ΌΡΤ), может быть выражено как:

х-ι -А» ^Ν п=0 и его инверсия (ШРТ) как:

ι—пк

Κ=-Σ^^Ν ™ к=0 £=0,1,...Л⁷-1, и = 0,1,...У-1.

(4) (5)

С другой стороны, для неравно выбранной последовательности этой функции:

к(х_т) т = 0,1,···, Μ-1 (6 с 0<χ,„<ΝΔχ. Спектр Фурье может быть оценен как

2π, χ„ -г—к— , Ν Δχ	£ = 0,1,---,Л/-
о	т = 0
	1<т<М-2
т-ί	т = М-1

Однако, как отмечено выше, неисправности выборки и граничные эффекты могут вызвать энергетическую утечку при использовании этого способа. Фиг. 2 иллюстрирует график Г-к спектров для трасс фиг. 1. Черные линии 12, 14, проходящие через к=0, представляют энергию, должным образом принадлежащую сейсмическим событиям 10. С другой стороны, черная линия 16, которая не может пройти через к=0, представляет искаженную энергию, то есть артефакт выборки, а не фактическую информацию о характеристике, которая будет отличаться от сейсмической трассы. Отметим, что ввиду того, что исходные трассы чрезвычайно бесшумны, посторонние энергетические шаблоны не могут быть приписаны шуму, но являются полностью относящимися к искажению. Хотя они не являются подписанными из-за своей плотности, как можно заметить на фиг. 2, имеются дополнительные качественные шаблоны светлого и темного на графике, обычно расширяющиеся параллельно и к искаженной энергии и энергии фактического события, и что энергия события и искаженная энергия аналогично обычно параллельны (то есть, истинные энергии являются выровненными ввиду их происхождения, в то время как искаженные энергии не являются выровненными).

Изобретатель определил, что способ сглаживания может использоваться, чтобы оценить коэффициенты Фурье даже для неправильного и/или редко выбранных наборов данных, таких как показанные на фиг. 1 и 2.

Для заданной выборки неравномерно выбранных трасс:

Р{(,х_т) »ι = 0,1, --,/1/-1 (9) является возможным использование уравнений (1) и (7) для каждой частоты, чтобы вычислить оце

- 2 018751 ненные коэффициенты Фурье:

р(_&,к) Л = 0,1,-Л-1. (10)

Для того чтобы уменьшить вклад искаженной энергии к спектру, определяется запрещающая функция. В то же время, запрещающая функция должна сохранить энергию фактических событий, которые являются объектом исследования. Уравнение 11 обеспечивает один пример такой запрещающей функции:

В этом примере запрещающая функция является функцией ковариации, и ее полный эффект состоит в том, чтобы измерить когерентность сигнала вдоль линейного сегмента, который пересекает источник в те-к-пространстве. Другие измерения когерентности, например складывание в соответствии с уравнением 12:

может использоваться по мере необходимости или требования. Как может быть видно, на фиг. 2. линии, которые проходят через ω-к источник, представляют энергию интереса и поэтому посредством предпочтительного выбора энергии, которая является когерентной вдоль такой линии, влияние искаженной энергии уменьшается.

Для трехмерных исследований к представляет радиальный компонент волнового числа. В основном эта функция произведет маленькие значения в спектральных положениях, которые представляют искаженную энергию. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения запрещающая функция используется совместно со спектрами Фурье, как описано выше. Эта процедура улучшает выбор истинной энергии относительно искаженной энергии, даже когда они относительно неразличимы с точки зрения спектров мощности.

Один способ, известный из уровня техники, для уменьшения утечки коэффициента Фурье включает в себя итерационный цикл, в котором вычисляются коэффициенты Фурье, затем выбираются эти коэффициенты с максимальной величиной. Вклад этих максимальных коэффициентов величины вычитается для повторного ортогонализирования:

что приводит к

Н^Н_к+Н^ (14)

Отметим, что этот способ не решает проблему высокомощной искаженной энергии. Как может быть видно на фиг. 2, можно ожидать, что по крайней мере часть искаженной энергии может быть неотличимой от истинной энергии. См., например, часть 18 черной линии 16 является сопоставимой по силе с частью 20 черной линии 14.

Кроме того, ввиду того, что может существовать тенденция в высокой вычислительной стоимости для такой итерационной процедуры, определенные этапы могут быть приняты, чтобы уменьшить такие затраты. В частности, является возможным перемещение медленного преобразования Фурье из итерационного цикла так, чтобы данные были обработаны в пределах области волнового числа в пределах всего цикла. Может быть показано, что процесс повторной ортогонализации, описанный выше, является эквивалентным:

где С(к) является предварительно вычисленной функцией. В результате вычислительная стоимость в пределах цикла является теперь о(Ы), вместо ο[Ν²]. В качестве особого события, когда пространственная выборка является редкой, С(к), становится периодической функцией δ.

В алгоритме в соответствии с вариантом осуществления изобретения, первый этап включает в себя вычисление всех оцененных коэффициентов Фурье ? от Р(ш,х_т). Как исходный набор начальной точки Р(ш,к)=0. Сразу после инициализации итерационный цикл по I. Вышеописанная запрещающая функция вычисляется из ? затем для каждого ω, выбирается коэффициент Фурье в к₁, с максимальным и ? *

Цикл заканчивается повторной ортогонализацией с использованием уравнения (15), приводящего к уравнению 16:

после чего цикл выполняется с помощью итераций от вычисления запрещающей функции для ос

- 3 018751 тающихся циклов ί.

Фиг. 3 показывает выходные данные вышеупомянутого алгоритма в применении к данным по фиг. 1 и 2. Как может быть замечено, две линии 12', 14', представляющие преобразованные линии 12, 14 из фиг. 2, более ясно различимы от фона 22. Линия 18 и слабый шаблон более темного и более светлого фона были значительно уменьшены, если не устранены. Угол между этими двумя линиями 12', 14' является более острым, потому что приложение алгоритма упорядочило данные так, что они выбираются в частоте ΝνΓμιίδΙ. представляющей все данные в диапазоне.

Как только искаженная энергия была удалена, может быть применено обратное преобразование Фурье к ί-к спектрам, упорядочило данные так, что они выбираются в частоте Жс.|Ш5Ь представляющей все данные в диапазоне.

Как только искаженная энергия была удалена, может быть применено обратное преобразование Фурье к ί-к спектрам, приводящим к графику, иллюстрированному на фиг. 4. Упорядоченные сейсмические данные могут затем быть интерпретированы и использоваться, чтобы сделать определения относительно интересующих подземных характеристик. Далее, такая информация может быть использована в определениях относительно расположений залежей углеводородов или других интересующих геологических характеристик.

Система для выполнения способа схематично показана на фиг. 5. Система включает в себя устройство хранения данных или запоминающее устройство 202. Сохраненные данные могут быть доступными процессору 204, такому как программируемый универсальный компьютер. Процессор 204 может включать в себя интерфейсные компоненты, такие как устройство 206 отображения и графический интерфейс 208 пользователя. Графический интерфейс пользователя может использоваться и для того, чтобы вывести на экран данные и обработанные данные вычислений и для того, чтобы позволить пользователю выбирать среди опций для реализования аспектов способа. Данные могут быть переданы системе 200 через шину 210 либо непосредственно от устройства сбора данных, либо от промежуточного хранилища или средства обработки (не показано).

Хотя изобретение было описано подробно с целью иллюстрации, основанной на том, что, как в настоящий момент предполагают, как являющиеся самыми практическими и привилегированными вариантами осуществления, нужно понимать, что такая детальность является исключительной для этой цели и что изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, но, напротив, предназначается, чтобы покрыть модификации и эквивалентные расположения, которые являются находящимися в границах идеи и контекста приложенной формулы изобретения. Например, хотя ссылка делается здесь на редко и нерегулярно выбранные данные, способ может также аналогично применяться к регулярно и/или плотно выбранным данным. Далее, где ссылка делается на компьютер, он может включать в себя универсальный компьютер, специальный компьютер, АБ1С, запрограммированный, чтобы выполнить способы, компьютерный массив или сеть, или другое соответствующее вычислительное устройство. В качестве дополнительного примера нужно понимать, что данное изобретение рассматривает это, по мере возможности, один или несколько признаков любого варианта осуществления могут сочетаться с одной или несколькими признаками любого другого варианта осуществления.

Claims

1. Способ определения свойств углеводородного месторождения посредством обработки отобранной сейсмической трассы, представляющей информацию, относящуюся к подземной области, содержащий этапы, на которых принимают отобранную сейсмическую трассу, включающую в себя информацию, относящуюся к подземной характеристике, оценивают коэффициенты Фурье сейсмической трассы с использованием дискретного преобразования Фурье, выбирают оцененные коэффициенты Фурье посредством применения критерия когерентности к оцененным коэффициентам Фурье для того, чтобы уменьшить количество искаженной энергии, представленной коэффициентами Фурье, повторно ортогонализируют коэффициенты Фурье в к-пространстве и используют повторно ортогонализированные коэффициенты Фурье для формирования сейсмического изображения подземной области, отражающего информацию, относящуюся к подземной области.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают для каждой частоты коэффициент Фурье, имеющий максимальное значение запрещающей функции искажения и максимальную величину дискретных коэффициентов Фурье.

3. Способ по п.1, в котором критерий когерентности представляет собой запрещающую функцию

Ж(й>Ц)= + Дд>,^1

4. Способ по п.1, в котором критерий когерентности представляет собой функцию, которая вычисляет когерентность вдоль линейного сегмента, который пересекает начало к-пространства.

5. Способ по п.1, в котором критерий когерентности представляет собой сложение спектра амплитуды

- 4 018751

6. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап применения обратного преобразования Фурье для получения упорядоченных сейсмических данных, после этапа повторного ортогонализирования коэффициентов Фурье.

7. Способ определения свойств углеводородного месторождения посредством обработки отобранной сейсмической трассы, представляющей информацию, относящуюся к подземной области, содержащий этапы, на которых принимают отобранную сейсмическую трассу, включающую в себя информацию, относящуюся к подземной характеристике, оценивают коэффициенты Фурье сейсмической трассы с использованием дискретного преобразования Фурье, выбирают оцененные коэффициенты Фурье посредством применения критерия когерентности к оцененным коэффициентам Фурье для того, чтобы уменьшить количество искаженной энергии, представленной коэффициентами Фурье, повторно ортогонализируют коэффициенты Фурье в к-пространстве и применяют обратное преобразование Фурье для формирования упорядоченных сейсмических данных, относящихся к подземной области.

8. Способ по п.7, дополнительно содержащий этап, на котором отображают изображение сейсмической трассы на основании упорядоченных сейсмических данных.

9. Способ по п.7, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают для каждой частоты коэффициент Фурье, имеющий максимальное значение запрещающей функции искажения и максимальную величину дискретных коэффициентов Фурье.

10. Способ по п.7, в котором критерий когерентности представляет собой запрещающую функцию

11. Способ по п.7, в котором критерий когерентности представляет собой функцию, которая вычисляет когерентность вдоль линейного сегмента, который пересекает начало к-пространства.

12. Способ по п.7, дополнительно содержащий этап, на котором используют упорядоченные сейсмические данные при определении вероятности наличия углеводородных ресурсов вблизи подземного объекта.

13. Система определения свойств углеводородного месторождения посредством обработки отобранной сейсмической трассы, представляющей информацию, относящуюся к подземной области, содержащая устройство хранения данных, имеющее считываемые компьютером данные, включающие в себя данные, относящиеся к отобранной сейсмической трассе, включающей в себя информацию, относящуюся к подземному объекту;

процессор, сконфигурированный и выполненный с возможностью исполнения машинноисполняемых инструкций, сохраненных в памяти, доступной процессору, для выполнения способа, содержащего этапы, на которых принимают отобранную сейсмическую трассу, включающую в себя информацию, относящуюся к подземной характеристике;

оценивают коэффициенты Фурье сейсмической трассы с использованием дискретного преобразования Фурье;

выбирают оцененные коэффициенты Фурье посредством применения критерия когерентности к оцененным коэффициентам Фурье для того, чтобы уменьшить количество искаженной энергии, представленной коэффициентами Фурье;

повторно ортогонализируют коэффициенты Фурье в к-пространстве и применяют обратное преобразование Фурье для создания упорядоченных сейсмических данных, относящихся к подземной области.