EA021941B1 - Система и способ для получения сейсмических волновых полей с использованием лучевых и конечно-элементных принципов - Google Patents

Система и способ для получения сейсмических волновых полей с использованием лучевых и конечно-элементных принципов Download PDF

Info

Publication number
EA021941B1
EA021941B1 EA201170536A EA201170536A EA021941B1 EA 021941 B1 EA021941 B1 EA 021941B1 EA 201170536 A EA201170536 A EA 201170536A EA 201170536 A EA201170536 A EA 201170536A EA 021941 B1 EA021941 B1 EA 021941B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
frequency
seismic
solution
interest
finite element
Prior art date
Application number
EA201170536A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201170536A1 (ru
Inventor
Норман Росс Хилл
Original Assignee
Шеврон Ю.Эс.Эй. Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шеврон Ю.Эс.Эй. Инк. filed Critical Шеврон Ю.Эс.Эй. Инк.
Publication of EA201170536A1 publication Critical patent/EA201170536A1/ru
Publication of EA021941B1 publication Critical patent/EA021941B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G01V1/282—Application of seismic models, synthetic seismograms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00—Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/60—Analysis
    • G01V2210/67—Wave propagation modeling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Система и способ аппроксимируют набор волновых уравнений, описывающих распространение сейсмических волн одной или нескольких частот через представляющий интерес сейсмический объем. В одном осуществлении находят первоначальное лучевое решение пучка, которое описывает распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем, в виде набора из одного или нескольких пучков. На основании первоначального лучевого решения пучка находят уточненное конечно-элементное решение пучка, которое описывает распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем, аппроксимируя полное волновое уравнение односторонним волновым уравнением.

Description

Изобретение относится к получению подземных сейсмических волновых полей в геологических материалах на основании сейсмических данных, собираемых на или вблизи поверхности.
Уровень техники
Известны системы, с помощью которых волновые поля сейсмической энергии в представляющем интерес сейсмическом объеме получают на основании сейсмических данных, регистрируемых на или вблизи поверхности представляющего интерес сейсмического объема. Этими системами реализуются различные способы получения сейсмических волновых полей.
Например, в некоторых из этих способов реализуются лучевые принципы, в соответствии с которыми разлагают волновые поля, регистрируемые на или вблизи поверхности, чтобы экстраполировать сейсмические волны вниз, в грунт, в виде лучей. В некоторых таких способах выполняют суммирование набора функций, таких как гауссовы пучки, чтобы описать распространение сейсмической энергии пучками. Хотя использование пучков для описания волн, распространяющихся через представляющий интерес сейсмический объем, повышает качество лучевой обработки, точность этих способов все же является недостаточной для сейсмических объемов, содержащих сложные структуры. Точность лучевого анализа особенно ухудшается на низких частотах, когда распространение волн становится менее локализованным.
Что касается еще одного примера, то в некоторых способах получения подземных волновых полей для описания подземных сейсмических волновых полей используют методы конечных элементов. Хотя точность этих способов обычно превосходит точность лучевого анализа, особенно на низких частотах и в случае сложных структур, для конечно-элементных способов характерно быть ресурсоемкими. Например, для конечно-элементных способов характерна потребность в значительных вычислительных ресурсах, например, для обработки и/или запоминания, и может требоваться значительное количество времени. Кроме того, в лучевых способах поддерживаются концептуализация, анализ и интерпретация распространения сейсмической энергии более чем исключительно численными способами, такими как стандартные методы конечных элементов и конечных разностей.
Сущность изобретения
Один аспект изобретения относится к способу аппроксимирования набора волновых уравнений, описывающих распространение сейсмических волн одной или нескольких частот через представляющий интерес сейсмический объем. В одном осуществлении способ содержит этапы, на которых (а) задают сетку на протяжении представляющего интерес сейсмического объема; (Ь) находят первоначальное лучевое решение пучка, которое аппроксимирует распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем в виде набора из одного или нескольких пучков; (с) идентифицируют набор активных вершин в сетке, через которые проходит по меньшей мере один пучок из набора, состоящего из одного или нескольких пучков, представленных в первоначальном лучевом решении пучка, при этом набор активных вершин содержит первую активную вершину и вторую активную вершину; (ά) запоминают первоначальное лучевое решение пучка для индивидуальных активных вершин из числа активных вершин; (е) образуют систему уравнений, которые определяют конечноэлементную аппроксимацию волнового уравнения, описывающего распространение сейсмических волн первой частоты через представляющий интерес сейсмический объем, при этом индивидуальные уравнения из числа уравнений, включенных в систему уравнений, соответствуют индивидуальным активным вершинам из числа активных вершин; (ί) решают систему уравнений, образованных на этапе (е), реализуя первоначальное лучевое решение пучка, запомненное для активных вершин на этапе (ά), в качестве исходного решения для системы уравнений, тем самым создавая уточненное конечно-элементное решение пучка, аппроксимируя распространение сейсмических волн первой частоты через представляющий интерес сейсмический объем с повышенной точностью по сравнению с аппроксимацией первоначального лучевого решения пучка; (д) запоминают уточненное конечно-элементное решение пучка, полученное на этапе (ί); (Н) идентифицируют вторую частоту; (ί) идентифицируют одну или несколько дополнительных вершин в сетке, через которые, вероятно, распространяются сейсмические волны второй частоты; (]) находят приближенное первоначальное решение относительно распространения сейсмической волны со второй частотой через активные вершины, идентифицированные на этапах (с) и (ί), при этом приближенное первоначальное решение пучка для второй частоты получают, используя лучевые аппроксимации, чтобы видоизменить уточненное конечно-элементное решение пучка для первой частоты, полученное на этапе (ί); (к) образуют систему уравнений, которая определяет конечно-элементную аппроксимацию волнового уравнения, описывающего распространение сейсмических волн второй частоты через представляющий интерес сейсмический объем, при этом индивидуальные уравнения из числа уравнений, включенных в систему уравнений, соответствуют индивидуальным активным вершинам из числа активных вершин, идентифицированных на этапах (с) и (ί); и (1) решают систему уравнений, образованную на этапе (к), реализуя приближенное первоначальное решение пучка, найденное на этапе (]), в качестве исходного решения для системы уравнений, образованной на этапе (к), тем самым создавая уточненное конечно-элементное решение пучка, аппроксимирующее распространение сейсмических волн второй частоты через представляющий интерес объем.
- 1 021941
Другой аспект изобретения относится к способу аппроксимирования набора волновых уравнений, описывающих распространение сейсмических волн одной или нескольких частот через представляющий интерес сейсмический объем. В одном осуществлении способ содержит этапы, на которых (а) находят первоначальное лучевое решение пучка, которое описывает распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем в виде набора из одного или нескольких пучков; и (Ь) находят на основании информации, получаемой из первоначального лучевого решения пучка, уточненное конечно-элементное решение пучка, которое описывает распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем, аппроксимируя полное волновое уравнение односторонним волновым уравнением, получаемым так, что ось одностороннего волнового уравнения ориентируется в направлении потока, определенного в соответствии с первоначальным лучевым решением пучка, найденным на этапе (а).
Еще один аспект изобретения относится к системе, выполненной с возможностью аппроксимирования набора волновых уравнений, описывающих распространение сейсмических волн одной или нескольких частот через представляющий интерес сейсмический объем. В одном осуществлении система содержит лучевой модуль и модуль конечных элементов. Лучевой модуль выполнен с возможностью нахождения первоначального лучевого решения пучка, которое описывает распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем в виде набора из одного или нескольких пучков. Модуль конечных элементов выполнен с возможностью нахождения на основании информации, получаемой из первоначального лучевого решения пучка, найденного лучевым модулем, уточненного конечно-элементного решения пучка, которое описывает распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес объем, путем аппроксимации полного волнового уравнения односторонним волновым уравнением, получаемым так, что ось одностороннего волнового уравнения ориентируется в направлении потока, определенного в соответствии с первоначальным лучевым решением пучка.
Эти и другие объекты, признаки и характеристики настоящего изобретения, а также способы работы и функции связанных элементов структуры и сочетания частей и экономика изготовления станут более очевидными при рассмотрении нижеследующего описания и прилагаемой формулы изобретения с обращением к сопровождающим чертежам, которые все образуют часть этого описания, при этом на фигурах одинаковыми позициями обозначены соответствующие части. Однако должно быть определенно понятно, что чертежи представлены только для иллюстрации и описания и не предполагаются задающими пределы изобретения. Используемая в описании и формуле изобретения сингулярная форма охватывает множественные объекты, если из контекста ясно не следует иное.
Краткое описание чертежей
На чертежах:
Фиг. 1 - иллюстрация системы 10, выполненной с возможностью определения волновых полей сейсмической волны, распространяющейся через геологические среды, в соответствии с одним или несколькими осуществлениями изобретения;
фиг. 2 - иллюстрация представляющего интерес сейсмического объема, имеющего сетку, заданную на всем протяжении, в соответствии с одним или несколькими осуществлениями изобретения;
фиг. 3 - иллюстрация первоначального лучевого решения пучка для первоначальной частоты в соответствии с одним или несколькими осуществлениями изобретения;
фиг. 4 - иллюстрация уточненного конечно-элементного решения пучка для первоначальной частоты в соответствии с одним или несколькими осуществлениями изобретения;
фиг. 5 - иллюстрация уточненного конечно-элементного решения пучка для частоты, которая ниже первоначальной частоты, в соответствии с одним или несколькими осуществлениями изобретения;
фиг. 6 - иллюстрация уточненного конечно-элементного решения для импульсов сейсмической энергии на протяжении представляющего интерес сейсмического объема в соответствии с одним или несколькими осуществлениями изобретения и фиг. 7 - иллюстрация способа получения подземных сейсмических волновых полей в представляющем интерес сейсмическом объеме на основании сейсмических данных.
Подробное описание
На фиг. 1 показана система 10, выполненная с возможностью определения волновых полей сейсмической волны, распространяющейся через геологические среды. При миграции информации о сейсмической волне в системе 10 разлагаются волновые поля, регистрируемые на или вблизи земной поверхности, с использованием дискретных, выполняемых в окне преобразований Фурье с гауссовым окном, чтобы регистрируемое волновое поле было согласовано с набором гауссовых пучков, и экстраполируется набор гауссовых пучков вниз, в грунт, чтобы получить подземное волновое поле. Для получения подземного волнового поля в системе 10 реализуются конечно-элементные принципы и лучевые принципы, а не только одни или другие. В одном осуществлении система 10 включает в себя электронное запоминающее устройство 12, пользовательский интерфейс 14 и процессор 16.
В одном осуществлении электронное запоминающее устройство 12 содержит электронные носители данных, на которых электронным способом запоминается информация. Электронные носители дан- 2 021941 ных из электронного запоминающего устройства 12 могут включать в себя системное запоминающее устройство, которое выполнено как неотъемлемая часть системы 10 (то есть, по существу, как несъемное), и/или как съемное запоминающее устройство, которое с возможностью удаления связано с системой 10 через посредство, например, порта (например, порта универсальной последовательной шины (И8В), порта шины сверхбыстрой передачи данных и т.д.) или накопителя (например, дискового накопителя и т.д.). Электронное запоминающее устройство 12 может включать в себя один или несколько оптически считываемых носителей данных (например, оптических дисков и т.д.), магнитно считываемых носителей данных (например, магнитную ленту, магнитный жесткий диск, дискету и т.д.), носители данных на основе электрического заряда (например, программируемое постоянное запоминающее устройство (ΕΡΚΟΜ), память с произвольным доступом (КАМ) и т.д.), твердотельные носители данных (например, флэш-диск и т.д.) и/или другие, считываемые электронным способом носители данных. Электронное запоминающее устройство 12 может запоминать программно-реализуемые алгоритмы, данные, вычисляемые процессором 16, информацию, принимаемую через пользовательский интерфейс 14, и/или другую информацию, которая обеспечивает надлежащее функционирование системы 10. Электронное запоминающее устройство 12 может быть отдельным компонентом в системе 10 или электронное запоминающее устройство 12 может быть выполнено как одно целое с одним или несколькими другими компонентами системы 10 (например, процессором 16).
В одном осуществлении пользовательский интерфейс 14 выполнен с возможностью обеспечения сопряжения между системой 10 и одним или несколькими пользователями, через который один или несколько пользователей могут представлять информацию в систему 10 и получать информацию из нее. Это позволяет осуществлять передачу данных, результатов и/или команд и любых других, способных передаваться элементов данных, собирательно называемых информацией, между одним или несколькими пользователями и другими компонентами системы 10 (например, процессором 16 и/или электронным запоминающим устройством 12). Примеры устройств сопряжения, пригодных для включения в пользовательский интерфейс 14, включают в себя клавишную панель, кнопки, переключатели, клавиатуру, ручки, рычаги, экран дисплея, сенсорную панель, громкоговорители, микрофон, индикаторную лампу, акустический сигнал и принтер. В одном осуществлении пользовательский интерфейс 14 фактически включает в себя множество отдельных устройств сопряжения.
Должно быть понятно, что другие средства связи, проводной или беспроводной, также предполагаются в настоящем изобретении в качестве пользовательского интерфейса 14. Например, в настоящем изобретении предполагается, что пользовательский интерфейс 14 может быть объединен со съемным носителем, предусмотренным в электронном запоминающем устройстве 12. В этом примере информация может быть загружена в систему 10 со съемного носителя (например, с интеллектуальной карточки, флэш-диска, съемного диска и т.д.), что дает возможность настраивать систему 10, представлять данные в систему 10, принимать результаты из системы 10 и/или иным образом осуществлять обмен информацией с системой 10 в соответствии с требованиями пользователя (пользователей). Другие примеры устройств ввода и средств, пригодных для использования с системой 10 в качестве пользовательского интерфейса 14, включают в себя, но без ограничения ими, порт последовательного интерфейса К8-232, радиочастотную линию связи, инфракрасную линию связи, модем (телефон, кабель или иное). Короче говоря, любое средство для обмена информацией с системой 10 в настоящем изобретении предполагается пригодным в качестве пользовательского интерфейса 14.
В одном осуществлении процессор 16 сконфигурирован для выполнения функций обработки информации в системе 10. В связи с этим процессор 16 может включать в себя одно или несколько из цифрового процессора, аналогового процессора, цифровой схемы, предназначенной для обработки информации, аналоговой схемы, предназначенной для обработки информации, конечного автомата и/или других устройств для электронной обработки информации. Хотя процессор 16 показан на фиг. 1 как единое целое, это сделано только для иллюстрации. В некоторых реализациях процессор 16 может включать в себя множество обрабатывающих блоков. Эти обрабатывающие блоки могут физически располагаться в одном и том же устройстве, или процессор 16 может выполнять функции обработки множества устройств, работающих согласованно.
Как показано на фиг. 1, в одном осуществлении процессор 16 включает в себя модуль 18 сетки, модуль 20 частот, лучевой модуль 22, модуль 24 вершин, модуль 26 конечных элементов и/или другие модули. Модули 18, 20, 22, 24 и/или 26 могут быть реализованы в виде программного обеспечения; аппаратного обеспечения; аппаратно-программного обеспечения; некоторой комбинации программного обеспечения, аппаратного обеспечения и/или аппаратно-программного обеспечения; и/или реализованы иным образом. Должно быть понятно, что хотя модули 18, 20, 22, 24 и 26 показаны на фиг. 1 как совместно расположенные в единственном обрабатывающем блоке, в реализациях, в которых процессор 16 включает в себя многочисленные обрабатывающие блоки, модули 18, 20, 22, 24 и/или 26 могут быть расположены на удалении от других модулей. Кроме того, описание функций, обеспечиваемых различными модулями 18, 20, 22, 24 и/или 26, приведенное ниже, представлено для иллюстрации и не предполагается ограничивающим, поскольку любой из модулей 18, 20, 22, 24 и/или 26 может выполнять больше или меньше функций по сравнению с описанными. Например, можно исключить один или несколько моду- 3 021941 лей 18, 20, 22, 24 и/или 26, а некоторые или все их функции могут обеспечиваться другими модулями из числа модулей 18, 20, 22, 24 и/или 26. В качестве другого примера процессор 16 может включать в себя один или несколько дополнительных модулей, которые могут выполнять некоторые или все функции, приписанные ниже одному из модулей 18, 20, 22, 24 и/или 26.
Модуль 18 сетки выполнен с возможностью задания сетки на протяжении представляющего интерес сейсмического объема. Представляющий интерес сейсмический объем является отображением подземного геологического объема, получаемым из набора данных (например, получаемым через посредство электронного запоминающего устройства 12 и/или пользовательского интерфейса 14), относящихся к сейсмическим данным, собираемым на или вблизи подземного геологического объема. В одном осуществлении сетка, задаваемая модулем 18 сетки, является тетраэдрической и/или неструктурированной (например, неравномерной). Каждый элемент сетки содержит показатели геологических свойств подземной геологической среды (например, скорости сейсмических волн и т.д.), представленные в элементах сетки. Для иллюстрации на фиг. 2 показан представляющий интерес сейсмический объем 28, имеющий сетку 30, образованную на всем протяжении. Как можно видеть на фиг. 2, заданием сетки 30 на протяжении представляющего интерес объема 28 обеспечивается набор вершин 32, распределенных по представляющему интерес сейсмическому объему 28.
Снова обратимся к системе 10 на фиг. 1, где при анализе сейсмических волновых полей, регистрируемых на поверхности представляющего интерес сейсмического объема, для образования соответствующих подземных волновых полей система 10 экстраполирует гауссовы пучки для различных частот от поверхности в представляющий интерес сейсмический объем (в соответствии с сейсмическими данными, получаемыми на поверхности) и затем объединяет пучки (определенные для различных частот), чтобы получить совокупное подземное волновое поле. Для выполнения этого модуль 20 частот задает набор частот, при которых гауссовы пучки должны экстраполироваться в представляющий интерес сейсмический объем. В одном осуществлении набор частот включает в себя частоты в диапазоне представляющих интерес частот, который включает в себя частоты, при которых в случае распространения сейсмических волн выявляется информация о геологических структурах, имеющихся в представляющем интерес объеме. Соответственно эти частоты могут быть названы геологически значимыми.
Диапазон геологически значимых частот ограничен максимальной геологически значимой частотой и минимальной геологически значимой частотой, задаваемыми модулем 20 частот. В качестве неограничивающего примера максимальная геологически значимая частота может быть приблизительно 100 Гц, приблизительно 90 Гц, приблизительно 80 Гц, и/или могут задаваться другие максимальные геологически значимые частоты. Кроме того, в качестве неограничивающего примера минимальная геологически значимая частота может быть приблизительно 2 Гц, приблизительно 5 Гц, приблизительно 10 Гц, и/или могут задаваться другие минимальные геологически значимые частоты. Максимальная геологически значимая частота и/или минимальная геологически значимая частота могут задаваться модулем 20 частот на основании вводов данных пользователем (например, через посредство пользовательского интерфейса 14), применения параметров по умолчанию, крупности или мелкости разбиения, дискретизации сетки и/или на основании других параметров.
Диапазон геологически значимых частот включает в себя набор геологически значимых частот между максимальной геологически значимой частотой и минимальной геологически значимой частотой. В одном осуществлении набор геологически значимых частот имеет частоты, которые встречаются между максимальной геологически значимой частотой и минимальной геологически значимой частотой при равномерных интервалах выборки частот. Равномерные интервалы выборки частот могут задаваться модулем 20 частот на основании вводов данных пользователем (например, через посредство пользовательского интерфейса 14), применения параметров по умолчанию, сложности сетки, степени неоднородности скорости сейсмических волн и/или на основании других параметров. В одном осуществлении выборка частот в наборе геологически значимых частот не является равномерной на протяжении диапазона геологически значимых частот. Например, по одной или нескольким различным причинам выборка может быть более плотной на протяжении одного или нескольких диапазонов в пределах диапазона геологически значимых частот. Причины для более плотного взятия выборок геологически значимых частот в пределах одного или нескольких диапазонов могут включать в себя, например, разрешение с повышенной точностью определенных структур или видов структур в представляющем интерес сейсмическом объеме, более эффективное использование обрабатывающих ресурсов в диапазонах частот, в которых обеспечивается наибольшее повышение точности, лучшее использование решения, получаемого по одной частотной выборке, для нахождения начального решения по соседней частотной выборке и/или другие причины.
Как будет рассмотрено дополнительно ниже, система 10 реализует способ экстраполяции гауссовых пучков на протяжении представляющего интерес сейсмического объема, который сочетается с лучевыми и конечно-элементными принципами. Однако первое приближение сейсмических волн на протяжении представляющего интерес сейсмического объема выполняется с использованием лучевой аппроксимации. Точность лучевых аппроксимаций сейсмических волн даже в случае, когда лучевой аппроксимацией реализуется способ гауссовых пучков, является наибольшей на относительно высоких частотах. По этой
- 4 021941 и другим причинам модуль 20 частот может задавать набор представляющих интерес частот, при которых гауссовы пучки экстраполируются в представляющий интерес сейсмический объем, так, что набор представляющих интерес частот будет включать в себя одну или несколько предварительных частот, которые не находятся в диапазоне геологически значимых частот. Как вариант, в одном осуществлении одна или несколько предварительных частот являются более высокими, чем максимальная геологически значимая частота. Этим можно повысить точность аппроксимации сейсмических волн, выполняемой полностью в соответствии с лучевым решением гауссова пучка, которую затем можно использовать в сочетании с конечно-элементными принципами для получения аппроксимаций сейсмических волн в представляющем интерес сейсмическом объеме на более низких частотах, таких как частоты в диапазоне геологически значимых частот.
В качестве неограничивающего примера одна или несколько предварительных частот могут включать в себя максимальную предварительную частоту приблизительно 150 Гц, приблизительно 140 Гц, приблизительно 130 Гц и/или другие предварительные частоты. В одном осуществлении одна или несколько предварительных частот включают в себя множество частот, а интервалы между предварительными частотами больше, чем интервалы между частотами в наборе геологически значимых частот. В одном осуществлении одна или несколько максимальных предварительных частот, протяженность интервалов между предварительными частотами, количество предварительных частот и/или другие аспекты предварительных частот задаются на основании вводов данных пользователем (например, через посредство пользовательского интерфейса 14), применения параметров по умолчанию и/или на основании других параметров.
Лучевой модуль 22 выполнен с возможностью применения лучевых принципов при аппроксимации распространения сейсмических волн через представляющий интерес сейсмический объем. На начальной стадии анализа представляющего интерес сейсмического объема лучевой модуль 22 находит первоначальное лучевое решение пучка, которое аппроксимирует распространение сейсмических волн вниз через представляющий интерес сейсмический объем, для первоначальной частоты из набора частот, задаваемых модулем 20 частот. В некоторых реализациях первоначальная частота является максимальной геологически значимой частотой и/или максимальной предварительной частотой, и система 10 выполняет итерацию вниз по частоте от этой первоначальной частоты. В одном осуществлении лучевой модуль 22 реализует способ, описанный в патенте США № 5274605 под названием Όορίΐι пидгаЦоп тсОюб икшд Саи551аи Ъеатк, выданном 28 декабря 1993 г. (патенте '605), который полностью включен в это раскрытие.
Хотя возможность выполнения итерации вниз по частоте является одной особенностью анализа, обеспечиваемого системой 10, не предполагается ограничение всех реализаций системы 10 включением итерации вниз по частоте. В некоторых случаях первоначальная частота должна быть относительно низкой частотой, и система 10 может выполнять итерацию вверх и/или вниз от этой относительно низкой первоначальной частоты. Использование относительно низкой первоначальной частоты может приводить к решению, включающему большее количество точек сетки, чем в случае относительно высокой (или максимальной) первоначальной частоты, что может улучшать некоторые аспекты окончательного решения, получаемого системой 10. Вместо выполнения итерации только вниз от первоначальной частоты система 10 может выполнять итерацию вверх и/или вниз по частоте от относительно низкой первоначальной частоты.
Для иллюстрации на фиг. 3 показан разрез представляющего интерес сейсмического объема 34 с первоначальным лучевым решением 36 пучка для первоначальной частоты, при этом для построения волнового поля использован хорошо известный способ гауссова пучка. Первоначальная частота, показанная на фиг. 3, является относительно высокой и может быть максимальной представляющей интерес частотой. В представляющем интерес сейсмическом объеме 34 низкоскоростное включение расположено справа от волн с первоначальной частотой, распространяющихся через представляющий интерес сейсмический объем 34. Поскольку луч, использованный для построения волнового поля, не соприкасается с включением, на волны в решении 36 включение существенно не влияет.
Теперь обратимся к описанию системы 10 на фиг. 1, где модуль 24 вершин выполнен с возможностью идентификации вершин в сетке (задаваемой модулем 18 сетки) на протяжении представляющего интерес сейсмического объема, через который проходит первоначальное лучевое решение пучка, найденное лучевым модулем 22. Эти вершины являются активными вершинами.
Затем на основании идентификации набора активных вершин модулем 24 вершин лучевой модуль 22 сохраняет первоначальное лучевое решение пучка для каждой из активных вершин (например, в электронном запоминающем устройстве 12) и информацию, получаемую из первоначального лучевого решения пучка. Информация, получаемая из первоначального лучевого решения пучка, может включать в себя одно или несколько из времени пробега (например, действительной части времени пробега), потока энергии (например, направления потока энергии, усредненного по окрестности в пределах около одной длины волны от активной вершины) и/или другой информации, получаемой из первоначального лучевого решения пучка.
Модуль 26 конечных элементов выполнен с возможностью реализации конечно-элементных прин- 5 021941 ципов при нахождении решения пучка, которое аппроксимирует распространение сейсмических волн через представляющий интерес сейсмический объем. В одном осуществлении модуль 26 конечных элементов реализует первоначальное лучевое решение пучка, найденное лучевым модулем 22, для первоначальной частоты и активных вершин, идентифицированных модулем 24 вершин, чтобы получить уточненное конечно-элементное решение пучка, которое аппроксимирует распространение сейсмических волн с первоначальной частотой через представляющий интерес сейсмический объем. Точность уточненного конечно-элементного решения пучка является повышенной относительно точности первоначального лучевого решения пучка.
Чтобы получить уточненное конечно-элементное решение пучка для первоначальной частоты, модуль 26 конечных элементов назначает систему координат для каждой из активных вершин. Системы координат назначаются на основании информации, получаемой из первоначального лучевого решения пучка. В одном осуществлении системы координат назначаются так, что для заданной активной вершины одна ось (например, ось ζ) системы координат, назначенной заданной активной вершине, совмещается с направлением потока энергии на данной активной вершине (определенным лучевым модулем 22 в соответствии с первоначальным лучевым решением пучка).
После того, как системы координат назначены активным вершинам, модуль 26 конечных элементов затем аппроксимирует для каждой вершины скалярное (полное) волновое уравнение (например, уравнение Гельмгольца) односторонним волновым уравнением, таким как 15-градусное волновое уравнение. Направление оси аппроксимации одностороннего волнового уравнения обычно изменяется от одной вершины к следующей в соответствии с вариациями направления потока из первоначального лучевого решения. В одном осуществлении модуль 26 конечных элементов аппроксимирует скалярное волновое уравнение, образуя конечно-элементную сетку вдоль активных вершин, которая описывает одностороннее волновое уравнение. Например, модуль 26 конечных элементов может выбрать для заданной активной вершины функцию-шапочку в качестве пробной функции в методе Галеркина, чтобы образовать дискретное уравнение, соответствующее заданной активной вершине (хотя результирующее уравнение также будет содержать неизвестные для всех соседних вершин). Модуль 26 конечных элементов затем решает систему уравнений, образованную для активных вершин, используя первоначальное лучевое решение пучка в качестве исходного решения для системы уравнений. Модуль 26 конечных элементов может выполнять итеративный способ матричного решения (например, итеративный метод двусопряженных градиентов), чтобы приблизиться к окончательному решению системы уравнений.
Для примера на фиг. 4 показан представляющий интерес сейсмический объем 34. Кроме того, показано уточненное конечно-элементное решение 38 пучка для первоначальной частоты. Как упоминалось выше относительно фиг. 3, представляющий интерес сейсмический объем 34 включает в себя низкоскоростное включение справа от сейсмических волн. Из фиг. 4 должно быть понятно, что уточненное конечно-элементное решение 38 пучка для первоначальной частоты является более точным, чем соответствующее лучевое решение пучка (первоначальное лучевое решение 36 пучка, показанное на фиг. 3), поскольку уточненное конечно-элементное решение 38 пучка точно отображает преломление сейсмических волн с первоначальной частотой на низкоскоростном включении в представляющем интерес сейсмическом объеме 34. Это преломление показано на фиг. 4 асимметричным расхождением сейсмических волн относительно вертикали (расхождение более резко выражено на правой стороне, где расположено низкоскоростное включение).
Снова обратимся к системе 10 на фиг. 1, где после нахождения уточненного конечно-элементного решения пучка модуль 26 конечных элементов сохраняет уточненное конечно-элементное решение пучка для каждой из активных вершин и информацию, получаемую из уточненного конечно-элементного решения пучка (например, в электронном запоминающем устройстве 12). Информация, получаемая из уточненного конечно-элементного решения пучка, может включать в себя, например, время пробега (например, действительную часть времени пробега), поток энергии (например, направление потока энергии, усредненное по окрестности в пределах около одной длины волны от активной вершины) и/или другую информацию.
После того, как уточненное конечно-элементное решение пучка для первоначальной частоты найдено, система 10 выполняет итеративный процесс, следующий за нахождением этого решения, чтобы найти уточненное конечно-элементное решение пучка для следующей частоты из набора частот, заданных модулем 20 частот. В одном осуществлении следующая частота ниже, чем первоначальная частота (хотя это не является ограничением). По мере снижения частоты сейсмических волн решение становится менее локализованным. Это показано на фиг. 5, на которой отображено уточненное конечно-элементное решение 40 пучка в сейсмическом объеме 34 для сейсмических волн, имеющих более низкую частоту, чем первоначальная частота. Из сравнения уточненного конечно-элементного решения 40 пучка и уточненного конечно-элементного решения 38 пучка для первоначальной частоты, показанного на фиг. 4, можно видеть, что при более низкой частоте, соответствующей уточненному конечно-элементному решению 40 пучка, волны распространяются более диффузным образом.
Снова обратимся к иллюстрации системы 10 на фиг. 1, где вследствие уменьшенной локализации распространения волн со следующей частотой (которая ниже, чем первоначальная частота) модуль 24
- 6 021941 вершин идентифицирует дополнительные вершины в сетке, заданной модулем 18 сетки, через которые, вероятно, будет проходить уточненное конечно-элементное решение пучка для следующей частоты, и эти вершины затем становятся активными вершинами. Если следующая частота выше, чем первоначальная частота, то модуль вершин идентифицирует уменьшенный набор вершин, через которые, вероятно, будет проходить уточненное конечно-элементное решение пучка для следующей частоты.
Когда следующая частота ниже, чем первоначальная частота, лучевой модуль 22 следующим шагом реализует лучевые экстраполяции от уточненного конечно-элементного решения для первоначальной частоты, чтобы определить приближенные времена пробега и направления потока энергии для дополнительных активных вершин. Эти времена пробега и направления потока энергии сохраняются (например, в электронном запоминающем устройстве 12).
Лучевой модуль 22 находит приближенное первоначальное решение пучка относительно распространения сейсмических волн на следующей частоте через активные вершины (например, включая дополнительные активные вершины). Лучевую аппроксимацию волнового поля (и) можно выразить как
где г означает положение в представляющем интерес сейсмическом объеме, А является амплитудой и Т временем пробега. Следующую частоту (шследующая) можно выразить как шмакс-Дш, где шмакс означает первоначальную частоту и Δω означает интервал между первоначальной частотой и следующей частотой. Комбинация этих соотношений наводит на мысль, что лучевой модуль 22 может выполнять нижеследующую аппроксимацию, чтобы получать волновое поле на следующей частоте из уточненного конечно-элементного решения пучка для первоначальной частоты:
(2) -Δ—ет)~схр[—Δ/ΛΓ(ι·)]ί/(ι·,й^).
После того как лучевым модулем 22 найдено приближенное первоначальное решение пучка относительно распространения сейсмических волн со следующей частотой, модуль 26 конечных элементов реализует приближенное первоначальное решение пучка для следующей частоты и активных вершин, идентифицированных модулем 24 вершин (в том числе для дополнительных активных вершин), чтобы получить уточненное конечно-элементное решение пучка, которое аппроксимирует распространение сейсмических волн со следующей частотой через представляющий интерес сейсмический объем.
Чтобы получить уточненное конечно-элементное решение пучка для следующей частоты, модуль 26 конечных элементов и в этом случае назначает систему координат для каждой из активных вершин. На этот раз системы координат назначаются на основании информации, получаемой из уточненного конечно-элементного решения пучка для первоначальной частоты. В одном осуществлении системы координат назначаются так, что для заданной активной вершины одна ось (например, ось ζ) системы координат, назначенной для заданной активной вершины, является совмещенной с направлением потока энергии на заданной активной вершине. Поток энергии на заданной активной вершине является потоком энергии, определенным модулем 26 конечных элементов из уточненного конечно-элементного решения пучка для первоначальной частоты, или потоком энергии, определенным лучевым модулем 22 при экстраполяции уточненного конечно-элементного решения пучка для дополнительных активных вершин.
После назначения систем координат активным вершинам модуль 26 конечных элементов и в этом случае образует конечно-элементную сетку на всем протяжении активных вершин (в том числе дополнительных активных вершин), которая описывает одностороннее волновое уравнение для распространяющихся сейсмических волн со следующей частотой. В одном осуществлении, чтобы выполнить это для заданной активной вершины, модуль 26 конечных элементов выбирает функцию, такую как функцияшапочка, в качестве пробной функции в методе Галеркина, чтобы образовать дискретное уравнение, соответствующее заданной активной вершине (хотя уравнение также будет включать в себя неизвестные для соседних вершин). Затем модуль 26 конечных элементов решает систему уравнений, образованную для активных вершин, используя приближенное первоначальное решение пучка для следующей частоты в качестве исходного решения для системы уравнений. Модуль 26 конечных элементов может выполнять итеративный способ матричного решения (например, итеративный метод двусопряженных градиентов), чтобы приблизиться к окончательному решению системы уравнений. Это окончательное решение является уточненным конечно-элементным решением пучка для следующей частоты, описывающим распространение сейсмических волн со следующей частотой через представляющий интерес сейсмический объем.
Затем уточненное конечно-элементное решение пучка для следующей частоты используется процессором 16, чтобы образовать уточненное конечно-элементное решение пучка для другой, соседней частоты из набора частот, заданных модулем 20 частот, таким же образом, каким уточненное конечноэлементное решение пучка для первоначальной частоты использовалось, чтобы образовать уточненное конечно-элементное решение пучка для следующей частоты. Эта итерация продолжается от начала до конца набора частот, заданных модулем частот 20, например, от самой высокой частоты до самой низкой частоты, от самой низкой частоты до самой высокой частоты (где первоначальная частота является относительно низкой частотой) или от первоначальной частоты в обоих направлениях. После нахождения уточненных конечно-элементных решений пучка для частот из набора частот процессор 16 объединяет
- 7 021941 уточненные конечно-элементные решения пучка для индивидуальных частот из набора геологически значимых частот. Это объединение приводит к конечно-элементному решению пучка, которое описывает распространение импульсов сейсмической энергии через представляющий интерес сейсмический объем.
Для иллюстрации на фиг. 6 показано уточненное конечно-элементное решение 42 пучка для импульсов сейсмической энергии на протяжении представляющего интерес сейсмического объема 34. Уточненное конечно-элементное решение 42 пучка включает в себя уточненные конечно-элементные решения 36 и 38 пучка для первоначальной частоты и следующей частоты, соответственно, а также уточненные конечно-элементные решения пучка для остальных частот из набора геологически значимых частот.
На фиг. 7 показан способ 44 получения подземных сейсмических волновых полей в представляющем интерес сейсмическом объеме на основании сейсмических данных. Действия способа 44, представленные ниже, предполагаются иллюстративными. В некоторых осуществлениях способ 44 может быть выполнен при использовании одного или нескольких неописанных дополнительных действий и/или без одного или нескольких рассмотренных действий. Кроме того, порядок, в котором действия способа 44 показаны на фиг. 7 и описаны ниже, не предполагаются ограничивающими.
В некоторых осуществлениях способ 44 может быть реализован одним или несколькими обрабатывающими устройствами (например, процессором 16, показанным на фиг. 1 и описанным выше). Одно или несколько обрабатывающих устройств могут включать в себя одно или несколько устройств, выполняющих некоторые или все действия способа 44 в ответ на команды, сохраняемые электронным способом на электронном носителе данных. Одно или несколько обрабатывающих устройств могут включать в себя одно или несколько устройств, сконфигурированных с помощью аппаратного обеспечения, аппаратно-программного обеспечения и/или программного обеспечения, специально предназначенного для выполнения одного или нескольких действий способа 44. Хотя некоторые действия способа 44 описаны ниже применительно к системе 10, показанной на фиг. 1 и описанной выше, это не предполагает ограничения. В некоторых осуществлениях способ 44 может быть реализован в разнообразных ситуациях помимо системы 10.
На этапе действия 46 получают входные данные. Входные данные содержат набор сейсмических данных, который отображает представляющий интерес сейсмический объем. На этапе действия 48 задают сетку в представляющем интерес сейсмическом объеме. В одном осуществлении действие 48 выполняется модулем сетки, который аналогичен модулю 18 сетки (показанному на фиг. 1 и описанному выше) или является таким же.
На этапе действия 50 задают первую частоту. Первая частота является первоначальной частотой, на которой будет анализироваться распространение сейсмических волн через сейсмический объем. В одном осуществлении первая частота является максимальной частотой из набора заранее заданных частот. В одном осуществлении первая частота ниже, чем максимальная частота из набора заранее заданных частот. Набор заранее заданных частот включает в себя набор геологически значимых частот, расположенных между максимальной геологически значимой частотой и минимальной геологически значимой частотой. В одном осуществлении набор заранее заданных частот включает в себя одну или несколько предварительных частот, которые являются более высокими, чем максимальная геологически значимая частота. В одном осуществлении действие 50 выполняется модулем частот, который является таким же, как модуль 20 частот (показанный на фиг. 1 и описанный выше), или аналогичным ему.
На этапе действия 52 находят первоначальное лучевое решение пучка, которое аппроксимирует распространение сейсмических волн с первой частотой через сейсмический объем. В одном осуществлении действие 52 выполняется лучевым модулем, который аналогичен лучевому модулю 22 (показанному на фиг. 1. и описанному выше) или является таким же.
На этапе действия 54 вершины в сетке, заданной на этапе действия 48, через которые проходит первоначальное лучевое решение пучка, найденное на этапе действия 52, идентифицируют как активные вершины. В одном осуществлении действие 54 выполняется модулем вершин, который является таким же, как модуль вершин 24, или аналогичным ему.
На этапе действия 56 запоминают первоначальное лучевое решение пучка и/или информацию, получаемую из первоначального лучевого решения пучка, для активных вершин, идентифицированных на этапе действия 54. Информация, получаемая из первоначального лучевого решения пучка, может включать в себя одно или несколько из времени пробега (например, действительной части времени пробега), потока энергии (например, направления потока энергии, усредненного по окрестности в пределах около одной длины волны от активной вершины) и/или другой информации. В одном осуществлении информацию, запоминаемую на этапе действия 56, сохраняют в электронном запоминающем устройстве, которое является таким же, как электронное запоминающее устройство 12 (показанное на фиг. 1 и описанное выше), или аналогичным ему.
На этапе действия 58 системы координат назначают активным вершинам, идентифицированным на этапе действия 54. Системы координат назначают из условия согласования с потоком энергии из первоначального лучевого решения пучка, так что локальная система координат для заданной активной вершины включает в себя ось (например, ось ζ), совмещенную с направлением потока энергии из первона- 8 021941 чального лучевого решения пучка, которое было запомнено на этапе действия 56. В одном осуществлении действие 58 выполняется модулем конечных элементов, который является таким же, как модуль 26 конечных элементов (показанный на фиг. 1 и описанный выше), или аналогичным ему.
На этапе действия 60 образуют систему уравнений, которые определяют конечно-элементную аппроксимацию волнового уравнения, описывающего распространение сейсмических волн первой частоты через представляющий интерес сейсмический объем. Система уравнений включает в себя уравнения, образованные для активных вершин, идентифицированных на этапе действия 54. В одном осуществлении для заданной активной вершины уравнения задают, выбирая функцию-шапочку в качестве пробной функции в методе Галеркина. В одном осуществлении действие 60 выполняется модулем конечных элементов.
На этапе действия 62 систему уравнений, заданную на этапе действия 60, решают итеративным способом матричного решения, используя первоначальное лучевое решение, найденное на этапе действия 52 и запомненное на этапе действия 56, в качестве исходного решения. Сходимость при решении на этапе действия 62 позволяет получить уточненное конечно-элементное решение пучка, описывающее распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем. В одном осуществлении действие 62 выполняется модулем конечных элементов.
На этапе действия 64 информацию для активных вершин, получаемую из уточненного конечноэлементного решения пучка для первой частоты, найденного на этапе действия 62, запоминают. Информация может включать в себя поток энергии через индивидуальные вершины из числа активных вершин, времена пробега для активных вершин и/или другую информацию. В одном осуществлении информацию, запоминаемую на этапе действия 64, сохраняют в электронном запоминающем устройстве.
На этапе действия 66 определяют, является ли оцененная текущая частота последней частотой. Если оцененная частота не является последней оцененной частотой, способ 44 продолжают на этапе операции 68.
На этапе операции 68 задают следующую частоту. Следующая частота является следующей частотой из набора частот, при которой должно анализироваться распространение сейсмических волн через сейсмический объем. В одном осуществлении следующая частота является следующей самой низкой частотой после частоты, при которой только что осуществлялся анализ (например, первой частоты в течение первой итерации в продолжение способа 44). В одном осуществлении следующая частота является следующей самой высокой частотой относительно частоты, которая только что анализировалась (например, первой частоты при первой итерации в продолжение способа 44). В одном осуществлении действие 68 выполняется модулем частоты.
На этапе действия 70 идентифицируют активные вершины в сетке, идентифицированной на этапе действия 48. Активные вершины, идентифицируемые на этапе действия 70, могут включать в себя дополнительные активные вершины (в ходе итерации вниз по частоте) или меньшее количество активных вершин (в ходе итерации вверх по частоте) относительно активных вершин, идентифицированных для предыдущей частоты. Дополнительными активными вершинами являются вершины в сетке, которые ранее не были идентифицированы как активные и которые предполагаются обеспечивающими получение решения, описывающего распространение сейсмических волн через сейсмический объем. В одном осуществлении действие 70 выполняется модулем вершин.
На этапе действия 72 информацию получают из уточненного конечно-элементного решения пучка для первой частоты (или предыдущей частоты при последующих итерациях в продолжение способа 44) и определяют информацию для дополнительных активных вершин, идентифицированных на этапе действия 70. Информация может включать в себя одно или несколько из потока энергии (например, направления потока энергии, усредненного по окрестности в пределах около одной длины волны от активной вершины), времени пробега (например, действительной части времени пробега) и/или другой информации. Информацию для дополнительных активных вершин определяют, используя лучевые экстраполяции. Информацию, получаемую на этапе действия 72, запоминают. В одном осуществлении действие 72 выполняется лучевым модулем.
На этапе действия 74 находят начальное приближенное решение пучка, которое аппроксимирует распространение сейсмических волн со следующей частотой через представляющий интерес сейсмический объем. Начальное приближенное решение пучка для следующей частоты находят, применяя лучевые аппроксимации для переноса конечно-элементного решения пучка для предыдущей частоты (например, первой частоты при первой итерации в продолжение способа 44) на следующую частоту. В одном осуществлении действие 74 выполняется лучевым модулем.
От операции 74 осуществляется возврат способа 44 к действию 58, где системы координат назначают активным вершинам для следующей частоты. Системы координат являются согласованными с потоком энергии, определенным и/или запомненным на этапах действий 66 и/или 72.
На этапе действия 60 образуют систему уравнений, которые определяют конечно-элементную аппроксимацию волнового уравнения, описывающего распространение сейсмических волн следующей частоты через представляющий интерес сейсмический объем.
На этапе действия 62 систему уравнений, полученную на этапе действия 60 для следующей часто- 9 021941 ты, решают итеративным способом матричного решения, используя приближенное первоначальное решение пучка, найденное на этапе действия 74, в качестве исходного решения. Сходимость при решении на этапе действия 62 позволяет получить уточненное конечно-элементное решение пучка, описывающее распространение сейсмических волн со следующей частотой через представляющий интерес сейсмический объем.
При возврате способа 44 к этапу действия 64 определяют, является ли следующая частота последней частотой, подлежащей анализу. Если следующая частота не является последней частотой, подлежащей анализу, способ 44 продолжают на этапе действия 66 и действия 68, 70, 72, 74, 58, 60 и 62 повторяют для более низкой частоты из заранее заданного набора частот.
Если следующая частота является последней частотой, подлежащей анализу, способ 44 продолжают на этапе действия 76, где уточненные конечно-элементные решения пучка для набора геологически значимых частот объединяют, чтобы получить конечно-элементное решение пучка, которое описывает распространение импульсов сейсмической энергии через представляющий интерес сейсмический объем.
Хотя с целью иллюстрации изобретение было подробно описано на основании осуществлений, считающихся в настоящее время наиболее практичными и предпочтительными, должно быть понятно, что такие подробности представлены исключительно для этой цели и что изобретение не ограничено раскрытыми осуществлениями, а наоборот, предполагается охватывающим модификации и эквивалентные компоновки, которые находятся в рамках сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Например, должно быть понятно, что в настоящем изобретении предполагается, в пределах возможного, объединение одного или нескольких признаков из любого осуществления с одним или несколькими признаками из любого другого осуществления.

Claims (15)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Реализуемый компьютером способ сейсмического исследования представляющего интерес сейсмического объема, при этом способ содержит этапы, на которых:
    (a) регистрируют сейсмические волновые поля на поверхности представляющего интерес сейсмического объема;
    (b) определяют первоначальное лучевое решение пучка, которое аппроксимирует распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем в виде набора из одного или нескольких пучков;
    (c) формируют систему уравнений, которые определяют конечно-элементную аппроксимацию волнового уравнения, описывающего распространение сейсмических волн первой частоты через представляющий интерес сейсмический объем;
    (ά) получают уточненное конечно-элементное решение пучка из системы уравнений, сформированной на этапе (с), применяя первоначальное лучевое решение пучка, найденное на этапе (а), в качестве исходного решения для системы уравнений, посредством чего создают аппроксимирующее распространение сейсмических волн первой частоты через представляющий интерес сейсмический объем, с повышенной точностью по сравнению с аппроксимацией первоначального лучевого решения пучка, посредством аппроксимирования для каждой вершины скалярного волнового уравнения односторонним волновым уравнением;
    (е) идентифицируют вторую частоту;
    (ί) определяют приближенное первоначальное решение пучка относительно распространения сейсмической волны со второй частотой через представляющий интерес сейсмический объем, при этом приближенное первоначальное решение пучка для второй частоты получают, используя лучевые аппроксимации, чтобы видоизменить уточненное конечно-элементное решение пучка для первой частоты, полученное на этапе (ά);
    (д) формируют систему уравнений, которые определяют конечно-элементное приближение волнового уравнения, описывающего распространение сейсмических волн второй частоты через представляющий интерес сейсмический объем;
    (П) получают уточненное конечно-элементное решение пучка, аппроксимирующее распространение сейсмических волн второй частоты через представляющий интерес сейсмический объем из системы уравнений, сформированной на этапе (д), применяя приближенное первоначальное решение пучка, найденное на этапе (ί), в качестве исходного решения для системы уравнений, образованной на этапе (д); и (ί) получают характеристики представляющего интерес сейсмического объема, описывающие распространение импульсов сейсмической энергии на одной частоте или нескольких частотах через представляющий интерес сейсмический объем.
  2. 2. Способ по п.1, в котором вторая частота ниже, чем первая частота.
  3. 3. Способ по п.1, дополнительно содержащий задание сетки на протяжении представляющего интерес сейсмического объема, в котором индивидуальные уравнения из числа уравнений, включенных в систему уравнений, образованную на этапе (с), соответствуют индивидуальным вершинам из числа вершин сетки, через которые проходит первоначальное лучевое решение пучка.
    - 10 021941
  4. 4. Способ по п.2, в котором индивидуальные уравнения из числа уравнений, включенных в систему уравнений, сформированную на этапе (д), соответствуют индивидуальным вершинам из числа вершин сетки, через которые проходит приближенное первоначальное решение пучка.
  5. 5. Способ по п.3, в котором этап (Ь) дополнительно содержит определение потока энергии сейсмических волн первой частоты через представляющий интерес сейсмический объем на индивидуальных вершинах из числа вершин сетки, в котором заданное уравнение из набора уравнений, сформированного на этапе (с), формулируют в соответствии с системой координат, которую задают на основании потока энергии, определенного на этапе (Ь) для вершины, соответствующей заданному уравнению.
  6. 6. Способ по п.4, дополнительно содержащий (к) определение из уточненного конечно-элементного решения пучка, полученного на этапе (ά), потока энергии сейсмических волн первой частоты через представляющий интерес сейсмический объем на индивидуальных вершинах из числа вершин, в котором заданное уравнение из набора уравнений, сформированных на этапе (д), формулируют в соответствии с системой координат, которую задают на основании потока энергии, определенного на этапе (к), для активной вершины, соответствующей заданному уравнению.
  7. 7. Способ по п.1, в котором каждый из этапов (ά) и (И) содержит использование итеративного способа матричного решения.
  8. 8. Реализуемый компьютером способ сейсмического исследования представляющего интерес сейсмического объема, при этом способ содержит этапы, на которых:
    (a) регистрируют сейсмические волновые поля на поверхности представляющего интерес сейсмического объема;
    (b) определяют первоначальное лучевое решение пучка, которое описывает распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем в виде набора из одного или нескольких пучков;
    (c) определяют на основании информации, получаемой из первоначального лучевого решения пучка, уточненное конечно-элементное решение пучка, которое описывает распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем, аппроксимируя полное волновое уравнение односторонним волновым уравнением, получаемым так, что ось одностороннего волнового уравнения оказывается ориентированной в направлении потока, определяемого в соответствии с первоначальным лучевым решением пучка, найденным на этапе (Ь), и (ά) получают характеристики представляющего интерес сейсмического объема, описывающие распространение импульсов сейсмической энергии на одной или нескольких частот через представляющий интерес сейсмический объем.
  9. 9. Способ по п.8, дополнительно содержащий этапы, на которых:
    (е) идентифицируют вторую частоту;
    (ί) определяют на основании уточненного конечно-элементного решения пучка, описывающего распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем, приближенное первоначальное решение пучка относительно распространения сейсмических волн со второй частотой через представляющий интерес сейсмический объем, при этом приближенное первоначальное решение пучка для второй частоты получают, используя лучевые аппроксимации, чтобы видоизменить уточненное конечно-элементное решение пучка для первой частоты, полученное на этапе (с);
    определяют на основании информации, получаемой из приближенного первоначального решения пучка, описывающего распространение сейсмических волн со второй частотой через представляющий интерес сейсмический объем, уточненное конечно-элементное решение пучка, которое описывает распространение сейсмических волн со второй частотой через представляющий интерес сейсмический объем, аппроксимируя полное волновое уравнение односторонним волновым уравнением, получаемым так, что ось одностороннего волнового уравнения оказывается ориентированной в направлении потока.
  10. 10. Способ по п.9, дополнительно содержащий этапы (ά)-(ί) итераций для пробных частот в пределах заранее заданного диапазона частот, в котором этап (ά) для заданной пробной частоты в пределах заранее заданного диапазона частот содержит идентификацию заданной пробной частоты, а заданная пробная частота ниже, чем предыдущая пробная частота, для которой этапы (ά)-(ί) были выполнены непосредственно перед выполнением этапа (ά) для заданной пробной частоты, в котором этап (е) для заданной пробной частоты содержит нахождение на основании уточненного конечно-элементного решения пучка, описывающего распространение сейсмических волн с предыдущей пробной частотой через представляющий интерес сейсмический объем, приближенного первоначального решения пучка относительно распространения сейсмических волн с заданной пробной частотой через представляющий интерес сейсмический объем, в котором приближенное первоначальное решение пучка для заданной пробной частоты получают, используя лучевые аппроксимации, чтобы видоизменить уточненное конечно-элементное решение пучка для предыдущей пробной частоты, полученное на этапе (ί) для предыдущей пробной частоты, и в котором этап (ί) для заданной пробной частоты содержит нахождение на основании информации, получаемой из приближенного первоначального решения пучка, описывающего распространение сейс- 11 021941 мических волн с заданной пробной частотой через представляющий интерес сейсмический объем, уточненного конечно-элементного решения пучка, описывающего распространение сейсмических волн с заданной пробной частотой через представляющий интерес сейсмический объем.
  11. 11. Способ по п.10, в котором заранее заданный диапазон частот содержит диапазон представляющих интерес частот, выполнение этапов (ά)-(ί) для которых позволяет определить геологически значимую информацию, в котором первая частота находится за пределами диапазона представляющих интерес частот.
  12. 12. Система для проведения сейсмического исследования представляющего интерес сейсмического объема, при этом система содержит средство, выполненное с возможностью регистрации сейсмических волновых полей на поверхности представляющего интерес сейсмического объема;
    один или несколько процессоров, выполненных с возможностью исполнения функций одного или нескольких модулей, при этом модули содержат:
    лучевой модуль, выполненный с возможностью нахождения первоначального лучевого решения пучка, которое описывает распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем, в виде набора одного или нескольких пучков; и модуль конечных элементов, выполненный с возможностью нахождения на основании информации, получаемой из первоначального лучевого решения пучка, найденного лучевым модулем, уточненного конечно-элементного решения пучка, которое описывает распространение сейсмических волн с первой частотой через представляющий интерес сейсмический объем, путем аппроксимации полного волнового уравнения односторонним волновым уравнением, получаемым так, что ось одностороннего волнового уравнения ориентируется в направлении потока, определенного в соответствии с первоначальным лучевым решением пучка;
    средство отображения, выполненное с возможностью отображения распространения импульсов сейсмической энергии на одной или нескольких частот через представляющий интерес сейсмический объем.
  13. 13. Система по п.12, в которой один или несколько модулей дополнительно содержат модуль частот, выполненный с возможностью идентификации второй частоты сейсмических волн; в которой лучевой модуль выполнен с возможностью нахождения на основании уточненного конечно-элементного решения пучка, найденного модулем конечных элементов для первой частоты, приближенного первоначального решения пучка относительно распространения сейсмических волн со второй частотой через представляющий интерес сейсмический объем, при этом приближенное первоначальное решение пучка для второй частоты получают с использованием лучевых аппроксимаций для видоизменения уточненного конечно-элементного решения пучка для первой частоты, и в которой модуль конечных элементов выполнен с возможностью нахождения на основании информации, получаемой из приближенного первоначального решения пучка, найденного лучевым модулем для второй частоты, уточненного конечно-элементного решения, описывающего распространение сейсмических волн со второй частотой через представляющий интерес сейсмический объем.
  14. 14. Система по п.13, в которой модуль частот выполнен с возможностью идентификации третьей частоты сейсмических волн, в которой лучевой модуль также выполнен с возможностью нахождения на основании уточненного конечно-элементного решения пучка, найденного модулем конечных элементов для второй частоты, приближенного первоначального решения пучка относительно распространения сейсмических волн с третьей частотой через представляющий интерес сейсмический объем, при этом приближенное первоначальное решение пучка для третьей частоты получают с использованием лучевых аппроксимаций для видоизменения уточненного конечно-элементного решения пучка для второй частоты, в которой модуль конечных элементов также выполнен с возможностью нахождения на основании информации, получаемой из приближенного первоначального решения пучка, найденного лучевым модулем для третьей частоты, уточненного конечно-элементного решения пучка, описывающего распространение сейсмических волн с третьей частотой через представляющий интерес сейсмический объем.
  15. 15. Система по п.14, в которой разность между первой частотой и второй частотой иная, чем разность между второй частотой и третьей частотой.
EA201170536A 2008-10-06 2009-10-01 Система и способ для получения сейсмических волновых полей с использованием лучевых и конечно-элементных принципов EA021941B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/246,301 US8032304B2 (en) 2008-10-06 2008-10-06 System and method for deriving seismic wave fields using both ray-based and finite-element principles
PCT/US2009/059207 WO2010042384A2 (en) 2008-10-06 2009-10-01 System and method for deriving seismic wave fields using both ray-based and finite-element principles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201170536A1 EA201170536A1 (ru) 2011-12-30
EA021941B1 true EA021941B1 (ru) 2015-10-30

Family

ID=42076433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201170536A EA021941B1 (ru) 2008-10-06 2009-10-01 Система и способ для получения сейсмических волновых полей с использованием лучевых и конечно-элементных принципов

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8032304B2 (ru)
EP (1) EP2340447B1 (ru)
CN (1) CN102216810B (ru)
AU (1) AU2009302655B2 (ru)
BR (1) BRPI0920606B1 (ru)
CA (1) CA2739558C (ru)
EA (1) EA021941B1 (ru)
WO (1) WO2010042384A2 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10169909B2 (en) * 2014-08-07 2019-01-01 Pixar Generating a volumetric projection for an object
CN105974466B (zh) * 2016-04-29 2018-08-10 中国石油天然气集团公司 一种地震数据的逆时偏移处理方法及装置
CN108072899B (zh) * 2016-11-10 2020-09-15 中国石油化工股份有限公司 间断Galerkin有限元地震数值模拟算法的自适应实现方法
US11940585B2 (en) 2021-04-06 2024-03-26 Saudi Arabian Oil Company System and method for estimating one-way propagation operators

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4964088A (en) * 1989-10-31 1990-10-16 Conoco Inc. Method for tomographically laterally varying seismic data velocity estimation
US5274605A (en) * 1992-06-26 1993-12-28 Chevron Research And Technology Company Depth migration method using Gaussian beams
US5999488A (en) * 1998-04-27 1999-12-07 Phillips Petroleum Company Method and apparatus for migration by finite differences
US6278950B1 (en) * 2000-03-02 2001-08-21 Exxonmobil Upstream Research Co. Turning-wave amplitude inversion

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4745585A (en) * 1986-04-03 1988-05-17 Western Atlas International, Inc. Method of migrating seismic data
GB2329043B (en) * 1997-09-05 2000-04-26 Geco As Method of determining the response caused by model alterations in seismic simulations
JP3398659B2 (ja) * 2000-10-13 2003-04-21 株式会社シーアールシーソリューションズ 地質波動伝播シミュレーションシステム及びその記録媒体
US6643590B2 (en) * 2002-01-04 2003-11-04 Westerngeco, L.L.C. Method for computing finite-frequency seismic migration traveltimes from monochromatic wavefields
US6763305B2 (en) * 2002-09-13 2004-07-13 Gx Technology Corporation Subsurface illumination, a hybrid wave equation-ray-tracing method
US6999880B2 (en) * 2003-03-18 2006-02-14 The Regents Of The University Of California Source-independent full waveform inversion of seismic data
CN1292263C (zh) * 2004-06-25 2006-12-27 中国石油化工股份有限公司 一种用于地震勘探中射线追踪的方法
US7480206B2 (en) * 2004-09-13 2009-01-20 Chevron U.S.A. Inc. Methods for earth modeling and seismic imaging using interactive and selective updating
US20070274155A1 (en) * 2006-05-25 2007-11-29 Ikelle Luc T Coding and Decoding: Seismic Data Modeling, Acquisition and Processing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4964088A (en) * 1989-10-31 1990-10-16 Conoco Inc. Method for tomographically laterally varying seismic data velocity estimation
US5274605A (en) * 1992-06-26 1993-12-28 Chevron Research And Technology Company Depth migration method using Gaussian beams
US5999488A (en) * 1998-04-27 1999-12-07 Phillips Petroleum Company Method and apparatus for migration by finite differences
US6278950B1 (en) * 2000-03-02 2001-08-21 Exxonmobil Upstream Research Co. Turning-wave amplitude inversion

Also Published As

Publication number Publication date
CN102216810B (zh) 2013-11-06
US20100088034A1 (en) 2010-04-08
AU2009302655B2 (en) 2014-12-11
EP2340447B1 (en) 2019-02-20
US8032304B2 (en) 2011-10-04
AU2009302655A1 (en) 2010-04-15
EP2340447A2 (en) 2011-07-06
CA2739558A1 (en) 2010-04-15
EP2340447A4 (en) 2017-12-06
CN102216810A (zh) 2011-10-12
BRPI0920606B1 (pt) 2019-10-01
BRPI0920606A2 (pt) 2015-12-22
WO2010042384A3 (en) 2010-07-08
CA2739558C (en) 2017-08-22
EA201170536A1 (ru) 2011-12-30
WO2010042384A2 (en) 2010-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11016214B2 (en) Dolomite reservoir prediction method and system based on well and seismic combination, and storage medium
US9937422B2 (en) Voxel-based, real-time acoustic adjustment
Sü Gül et al. Diffusion equation modeling for sound energy flow analysis in multi domain structures
US10877174B2 (en) Diving wave illumination using migration gathers
US20170171685A1 (en) Redirecting audio output
EA021941B1 (ru) Система и способ для получения сейсмических волновых полей с использованием лучевых и конечно-элементных принципов
Bilbao Optimized FDTD schemes for 3-D acoustic wave propagation
Sü Gül Exploration of room acoustics coupling in Hagia Sophia of Istanbul for its different states
EP4182733A1 (en) Systems and methods for detecting seismic discontinuties using singular vector variances
CN108897036A (zh) 一种地震数据处理方法及装置
PrepeliȚă et al. Pinna-related transfer functions and lossless wave equation using finite-difference methods: Verification and asymptotic solution
US10009699B2 (en) Method for diagnosing sealing properties of microphone and/or loudspeaker seals in an electronic device
CN108898563A (zh) 一种显示面板光学检测图像的处理方法及计算机可读介质
CN114428343A (zh) 基于归一化互相关的Marchenko成像方法及系统
Müller et al. A helical biosonar scanning pattern in the Chinese Noctule, Nyctalus plancyi
CN115935142A (zh) 一种基于短周期密集台阵城市背景噪声的成像方法及装置
CN110441822A (zh) 一种地震数据去噪方法、装置、电子设备及存储介质
CN116258052A (zh) 一种路损预测方法、装置及电子设备
CN115128675A (zh) 层间多次波的压制方法、装置、设备和存储介质
CN109242222B (zh) 一种预测非常规天然气含量的方法、装置，电子设备及存储介质
WO2014084927A1 (en) System and method for producing local images of subsurface targets
US20240126953A1 (en) Arithmetic operation system, training method, and non-transitory computer readable medium storing training program
CN117409799B (zh) 音频信号处理系统及方法
US20240126952A1 (en) Arithmetic operation system, training method, and non-transitory computer readable medium storing training program
CN113376690A (zh) 储层参数预测方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU