EA021972B1

EA021972B1 - Множественная инверсия анизотропных параметров для трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии

Info

Publication number: EA021972B1
Application number: EA201170747A
Authority: EA
Inventors: Юнхэ Сунь; Юэ Ван; Тун Сюй; Леонард Линь Чжан
Original assignee: Шеврон Ю.Эс.Эй. Инк.
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2015-10-30
Also published as: AU2009322868A1; CN102239429A; US8666668B2; EA201170747A1; SG171913A1; CN102239429B; US20100135115A1; CA2745076A1; EP2370924A2; WO2010065209A3; BRPI0922702A2; US20120185171A1; WO2010065209A2

Abstract

Способ определения значений анизотропных параметров трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии, которыми являются скорость распространения продольной волны (Vp) вдоль наклонной оси симметрии и анизотропные параметры Томсена δ и ε (или η=(ε-δ)/(1+2δ)), отображающие изменения скорости волны в зависимости от угла, под которым распространяется волна относительно оси симметрии. По этому способу получают входные данные для представляющего интерес геологического объема; определяют теоретическую зависимость между входными данными и анизотропными параметрами модели и рассчитывают значения анизотропных параметров модели в каждой из множества подземных локаций в вызывающем интерес геологическом объеме по теоретической зависимости и входным данным, используя последовательности операций, включающие итеративные или последовательные совокупности процессов, содержащие первичную обработку входных данных, обычную томографическую инверсию, трехмерную томографическую инверсию, основанную на трансверсально-изотропной модели с наклонной осью симметрии, и трехмерную глубинную миграцию до суммирования с использованием трансверсально-изотропной модели с наклонной осью симметрии.

Description

Настоящее изобретение относится к способу определения значений анизотропных параметров модели для трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии.

Уровень техники

Для анализа геологической структуры подземных формаций геофизики-исследователи делают множество допущений. По одному из этих допущений подземная формация считается изотропной, хотя фактически она является фундаментально анизотропной. Это неправильное допущение может привести к ошибочному воспроизведению и ложной интерпретации геологической структуры. Чтобы распространить использование методов обработки данных сейсмической разведки на анизотропные среды, желательно получить данные о степени анизотропии геологической структуры.

Сейсмическую анизотропию можно характеризовать зависимостью скорости сейсмической волны от направления распространения волны. Как известно, для моделирования распространения волн и воспроизведения подземной формации в анизотропной среде можно использовать трансверсальноизотропную модель земли с наклонной осью симметрии. Физическими параметрами, описывающими трансверсально-изотропную модель земли с наклонной осью симметрии, являются: (1) ось симметрии; (2) скорость распространения продольной (Р-) волны вдоль оси симметрии - Ур₀; (3) параметр, который определяет, как скорости меняются при отклонении на небольшие углы от оси симметрии, δ, и (4) параметр, который определяет скорость, при отклонении на большие углы от оси симметрии η. (См. ТНопъсп. \Уеак Е1аЧю АшкоЧору, Сеоркучсч νοί. 51, по. 10, ОсЮЬсг 1986 и ЛПФаПГак аиб Тзуаикш, Уе1осПу апа1у818 Гог 1гап5уег5с1у ЧоЧорю МеФа, Ссоркучсч νοί. 60, 1550-1566, 1995).

Некоторые трансверсально-изотропные модели земли с наклонной осью симметрии используют также анизотропный параметр ε для описания распространения волн в анизотропной среде. Параметр ε удовлетворяет следующей зависимости: η=(ε-δ)/(1+2δ). Для полного описания трансверсальноизотропной модели земли с наклонной осью симметрии необходима еще и скорость распространения поперечной (§-) волны, но при обработке продольной волны скорость поперечной волны обычно находят по ее эмпирической зависимости от скорости продольной волны.

Обычно трансверсально-изотропная модель земли с наклонной осью симметрии является трехмерной моделью. Любая точка в этой модели описывается ее координатами и значениями анизотропных параметров. В определенных условиях для полного описания модели нужно всего лишь несколько значений анизотропных параметров, если свойства анизотропной среды не меняются от точки к точке. Но в большинстве случаев для точного описания трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии необходимо большое количество пространственно меняющихся значений анизотропных параметров.

Анизотропные параметры трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии можно определять непосредственно по данным кернового анализа. Однако бурение скважины и отбор кернов являются очень дорогостоящими процессами, и непосредственное определение можно проводить лишь в очень немногих местах, где имеются скважины. Для трехмерного воспроизведения желательно определять анизотропные параметры для трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии также и по побочно распространенным данным.

Сущность изобретения

В одном аспекте данного изобретения предложен реализуемый на компьютере способ определения значений анизотропных параметров трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии, включающих в себя скорость распространения продольной волны (Ур0) вдоль наклонной оси симметрии, параметры анизотропии Томсона δ и ε (или η=(ε-δ)/(1+2δ)), отображающие изменения скоростей волны в зависимости от угла, под которым распространяется волна относительно оси симметрии, причем способ содержит этапы, на которых собирают входные данные для представляющего интерес геологического объема; определяют теоретическую зависимость между входными данными и анизотропными параметрами модели и рассчитывают значения анизотропных параметров модели в каждой из множества подземных локаций в представляющем интерес геологическом объеме по теоретической зависимости и входным данным, используя последовательность операций, представляющую собой совокупность итеративных и последовательных процессов, включающих в себя первичную обработку входных данных, обычную томографическую инверсию, трехмерную томографическую инверсию, основанную на трансверсально-изотропной модели с наклонной осью симметрии, и трехмерную глубинную миграцию до суммирования с использованием трансверсально-изотропной модели с наклонной осью симметрии.

В другом аспекте целью данного изобретения является предложенный компьютерный продукт, содержащий выполняемые машиной команды, которые выполняются компьютером, чтобы реализовать способ томографической инверсии, предназначенный для определения значений анизотропных параметров трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии, включающих в себя скорость распространения продольной волны (Ур0) вдоль наклонной оси симметрии, параметры анизотропии Томсона δ и ε (или η=(ε-δ)/(1+2δ)), отображающие изменения скоростей волны в зависимости от

- 1 021972 угла, под которым распространяется волна относительно оси симметрии, причем способ содержит этапы, на которых определяют зависимость между входными данными и анизотропными параметрами, причем эти входные данные собирают для представляющего интерес геологического объема и рассчитывают значения анизотропных параметров в каждой из множества подземных локаций в представляющем интерес геологическом объеме по теоретической зависимости и входным данным, используя последовательность операций, представляющую собой совокупность итеративных и последовательных процессов, включающих в себя первичную обработку входных данных, трехмерную томографическую инверсию и трехмерную глубинную миграцию до суммирования трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии.

Реализуемый на компьютере способ определения значений анизотропных параметров трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии, включающих в себя скорость распространения продольной волны (Ур₀) вдоль наклонной оси симметрии, параметры анизотропии Томсона δ и ε (или η=(ε-δ)/(1+2δ)), отображающие изменения скорости волны в зависимости от угла, под которым распространяется волна относительно оси симметрии, причем способ содержит этапы, на которых (а) получают начальную модель скорости миграции, которая в значительной степени уплощает сейсмограммы с общими точками на изображении и в значительной степени связывает сейсмические данные с данными по скважине, причем эта начальная модель скорости миграции содержит начальные значения Ур₀, δ, ε (или η) для каждой из множества подземных локаций в представляющем интерес геологическом объеме; (Ь) вводят данные сейсмокаротажа или данные вертикального сейсмического профилирования или же совместно вводят данные сейсмокаротажа и вертикального сейсмического профилирования в локациях скважин в трехмерную томографическую инверсию, чтобы определить уточненные значения Ур₀возле локаций скважин, причем значения Ур₀ уточняют путем коррекции ДУр₀, где Ур₀=Ур₀+ДУр₀; (с) определяют уточняющее приращение Δδ для (начального) δ по относительному изменению Д5=(ЛУро)/Уро; (б) экстраполируют относительное изменение Δδ с прискважинных локаций на всю трехмерную трансверсально-изотропную модель земли с наклонной осью симметрии в каждой из множества подземных локаций, учитывая геологическую консистенцию и регуляризацию, чтобы определить уточненные значения δ, где δ=δ+Δδ; (е) определяют уточненные значения Ур₀=Ур₀(1-Δδ) по экстраполированным трехмерным Δδ в каждой из множества подземных локаций и получают трехмерное расширенное уточняющее приращение ΔУр₀=-ΔδУр₀; (Г) вводят информацию об остаточном вступлении при близких к среднему смещениях/углах в сейсмограммах с общими точками на изображении, полученных с помощью улучшенной модели скорости миграции, которая определена введением уточненных значений Ур0 и δ в процесс томографической инверсии трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии, чтобы обеспечить еще более точные значения δ в каждой из множества подземных локаций; и (д) вводят информацию об остаточном вступлении при далеких от среднего смещениях/углах в сейсмограммах с общими точками на изображении, полученных с помощью улучшенной модели скорости миграции, которая определена введением уточненных значений Ур0 и δ в процесс томографической инверсии трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии, чтобы обеспечить уточненные значения η в каждой из множества подземных локаций.

Эти и другие аспекты, особенности и характеристики настоящего изобретения, так же как способы осуществления операций и функции соответствующих элементов структуры и сочетание частей и экономики производства, станут более очевидными после рассмотрения следующего описания и прилагаемой формулы со ссылкой на прилагаемые фигуры, являющиеся частью этого описания, причем на этих фигурах сходные части обозначены одинаковыми номерами. Но совершенно очевидно, что эти фигуры служат лишь для пояснения описания и не ограничивают данное изобретение. В описании и формуле изобретения существительные в единственном числе употребляются и в значении существительных во множественном числе, если только контекст четко не указывает на иное.

Краткое описание фигур

На фиг. 1 показан способ определения значений анизотропных параметров трансверсальноизотропной модели земли с наклонной осью симметрии в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2 показана последовательность операций, проводимых для определения анизотропных параметров в соответствии с примером осуществления данного изобретения.

На фиг. 3 показаны различные сценарии, которые могут быть использованы в последовательности операций на фиг. 2, в соответствии с примером осуществления данного изобретения.

- 2 021972

Подробное описание изобретения

Примеры осуществления данного изобретения обеспечивают способ точного определения значений анизотропных параметров трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии в каждой из множества локаций в представляющем интерес геологическом объеме. В примере осуществления найденные анизотропные параметры калибруют путем их непосредственного измерения в локациях скважин. Примеры осуществления данного изобретения относятся также к компьютерному продукту, содержащему выполнимые машиной команды, которые выполняются на компьютере, чтобы реализовать способ определения значений анизотропных параметров трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии.

В примере осуществления способ точного определения значений анизотропных параметров трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии содержит три основных аспекта, которыми являются (1) использование входных данных для определения анизотропных параметров, (2) зависимость между входными данными и анизотропными параметрами и (3) процесс, используемый для превращения входных данных в значения анизотропных параметров. Процесс, который используют для превращения входных данных в анизотропные параметры, можно назвать процессов инверсии.

На фиг. 1 показан способ 10 для определения значений анизотропных параметров трансверсальноизотропной модели земли с наклонной осью симметрии согласно примеру осуществления настоящего изобретения. По способу, изображенному на фиг. 1, значения анизотропных параметров (Ур₀, δ, η и/или ε) определяют для каждой координаты (х, у, ζ) в представляющем интерес геологическом объеме, охваченном трансверсально-изотропной моделью земли с наклонной осью симметрии. Способ включает в себя начальную процедуру 15, по которой собирают входные данные для представляющего интерес геологического объема. Входные данные могут включать в себя, например, сейсмические данные поверхности, данные вертикального сейсмического профилирования, данные ВСП (вертикального сейсмического профилирования), данные сейсмокаротажа, каротажные данные, интерпретационные данные, региональное простирание, априорные данные или любую совокупность указанных выше данных. Интерпретационные данные включают в себя выборки положения и формы горизонта.

Сейсмические данные поверхности, которые регистрируют отражения от земли, имеют большой охват и легко доступны в большинстве районов. Волна, отраженная под разными углами, чувствительна к анизотропным параметрам. Поэтому сейсмические данные поверхности можно использовать для оценки анизотропных параметров. Измеримыми данными являются время пробега при разных смещениях и глубинная погрешность мигрированных сейсмограмм при разных смещениях/углах. Данные вертикального сейсмического профилирования и сейсмокаротажа, которые фиксируют вступление прямых волн с разных направлений, также чувствительны к анизотропным параметрам. Измерению подвергается время пробега при разном местоположении скважин. Как известно специалисту в данной области, данные вертикального сейсмического профилирования получают, размещая сейсмоприемник вдали от скважины, а сейсмоизлучатель возле поверхности. Данные сейсмокаротажа получают, размещая и сейсмоизлучатель, и сейсмоприемник вдали от скважины.

После сбора входных данных способ 10 переходит к процедуре 20, в которой определяют теоретическую зависимость между входными данными и анизотропными параметрами. Для вывода теоретической зависимости между зафиксированным временем пробега (входными данными) и анизотропными параметрами трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии можно использовать лучевую теорию. В частности, теоретическую зависимость между входными данными и анизотропными параметрами можно получить путем первого использования техники спецификаций трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии, описанной в Тйотзеп, \Уеак е1а50с аи18о1тору, Сеорку81С8, νοί. 51, р. 1954-66 (1986) и/или А1кайайГаЬ, е1 а1., Уе1осйу аиа1у818 Гог 1гап5уег5е1у ίδοΐτορίο шефа, Оеоркузюз, νο1. 60, р. 1550-1566 (1995), для определения скоростей анизотропной модели земли. Затем проводят анизотропное трассирование лучей одним из способов, описанных в Септу, 8е18шю тауз апб гау иЦепзШез ίη 1ийотодепеои8 атзоДорю теФа, Оеорку8юа1 1оигиа1, νο1. 29, р. 1-13 (1972) и/или Са|е\У5к1 е1 а1., Уег0са1 8е18тк ргой1е зуййебсв Ьу буиатю гау 1гасшд ίη 1а1ега11у νа^у^ηд 1ауегеб атзойорю збисШтез, 1оигиа1 оГ Оеоркузюз Кез., νο1. 95, р. 11301-11315 (1990). Дополнительные сведения относительно использования лучевой теории для вывода теоретической зависимости между входными данными и анизотропными параметрами можно почерпнуть из заявки на патент США № 12/079.170, Зу51ет апб Мебюб Гог МфгаОпд §е18тю Эа1а (Система и способ перемещения сейсмических данных), поданной 24 марта 2008 г.

После определения теоретической зависимости между входными данными и анизотропными параметрами способ переходит к процедуре 25, в которой рассчитывают значения анизотропных параметров модели в каждой из множества подземных локаций в представляющем интерес геологическом объеме по теоретической зависимости и входным данным. В этом примере осуществления при расчете анизотропных параметров используют последовательность операций, представляющую собой совокупность итеративных и последовательных процессов, включая первичную обработку входных данных, обычную томографическую инверсию или трехмерную томографическую инверсию, основанную на трансверсально- 3 021972 изотропной модели земли с наклонной осью симметрии, и трехмерную глубинную миграцию до суммирования с использованием трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии. Далее, совокупность итеративных и последовательных процессов может включать интерпретационную выборку.

Оценивание анизотропных параметров процедуры 25 представляет собой вычислительный процесс, который использует зарегистрированные данные и теоретическую зависимость, чтобы рассчитать параметры модели. Этот процесс называется томографической инверсией. Эту инверсию можно выполнять по-разному, используя различные последовательности операций. Так, например, анизотропные параметры можно оценивать последовательно (т.е. один за другим по времени), но преимущественно разные параметры оценивают одновременно. Можно также использовать один тип данных для оценивания одного или нескольких параметров. В другом примере осуществления все доступные входные данные используют для оценивания всех анизотропных параметров одновременно. Далее значения анизотропных параметров модели можно определять, используя разные сочетания инверсий с полным или неполным набором входных данных и полным или неполным набором выходных данных.

Томографическая инверсия процедуры 25 является рекурсивной и итеративной и может использовать трехмерную трансверсально-изотропную трассировку лучей с наклонной осью симметрии, чтобы моделировать трехмерное распространение волны. Первичная обработка входных данных может включать нормализацию входных данных перед выполнением трехмерной трансверсально-изотропной томографической инверсии с наклонной осью симметрии. Первичная обработка входных данных может также включать, перед выполнением трехмерной трансверсально-изотропной томографической инверсии, мигрирование сейсмических данных с использованием алгоритмов трехмерной трансверсально-изотропной глубинной миграции до суммирования, сортирование мигрированных сейсмических данных в соответствии с их подземной локацией и их смещением/углом миграции в сейсмограмму с общими точками на изображении, а также выбор и квантификация остаточных вступлений в области сейсмограмм с общими точками на изображении. Специалистам в данной области известны алгоритмы трансверсальноизотропной глубинной миграции до суммирования с наклонной осью симметрии.

Значения анизотропных параметров рассчитывают путем итеративного выбора значений Ур₀, δ и η. В частности, значения анизотропных параметров рассчитывают, если (а) положения сейсмических изображений подземных структур в представляющем интерес геологическом объеме не связаны с их пространственными положениями, установленными в пробуренных скважинах; и (Ь) остаточные вступления в сейсмограммах с общими точками на изображении не являются минимальными в каждой точке в модели. Подземными структурами являются границы пород.

На фиг. 2 показана последовательность операций 100 для определения значений анизотропных параметров трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии согласно примеру осуществления данного изобретения. Итеративная последовательность операций может начинаться с процедуры 105, по которой измеряют данные трехмерного сейсмического отражения. Следующей в этой последовательности является процедура 110, по которой используют данные сейсмического отражения для определения начальной трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии для представляющего интерес геологического объема. Начальную трансверсально-изотропную модель земли с наклонной осью симметрии можно определять различными способами. Так, например, начальную трансверсально-изотропную модель земли с наклонной осью симметрии можно определить по данным о скоростях с помощью различных обработок, которым подвергают данные измерений, а также по сведениям, региональным или глобальным, о той области, в которой находится представляющий интерес геологический объем. К тому же, построение начальной трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии включает оценку структурных наклонов глубинного отражающего горизонта и получение трансверсально-изотропных осей симметрии в представляющем интерес геологическом объеме. В начальной трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии значение каждого параметра Ур₀, δ и η обеспечивают в каждой из множества локаций (х, у, ζ) в представляющем интерес геологическом объеме.

После определения начальной трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии последовательность операций переходит к блоку 115 и процедуре 120, в которой используют данные по скважине (блок 115), чтобы провести трехмерную трансверсально-изотропную томографию (процедуру 120), основанную на трассировке лучей, чтобы уточнить значение Ур₀ трансверсальноизотропной модели земли с наклонной осью симметрии возле скважин(ы). Данные по скважине могут включать данные вертикального сейсмического профилирования и данные сейсмокаротажа, которые предоставляют информацию о скоростях волны в скважине (скважинах). Уточненные значения Ур₀ в представляющем интерес геологическом объеме возле скважин(ы) соответствуют Ур₀(начальн)+ ДУр₀. С помощью этой операции уточняют значения Ур₀ возле скважин(ы) в начальной трансверсальноизотропной модели земли с наклонной осью симметрии. В частности, данные вертикального сейсмического профилирования и данные сейсмокаротажа используют в примере осуществления на фиг. 2 для установления связи между сейсмическими данными и данными по скважине.

- 4 021972

После уточнения значений Ур₀ возле скважин(ы) последовательность операций 100 переходит к процедуре 125, в которой начальные значения δ возле скважин(ы) уточняют, используя уточненные значения Ур₀, с помощью следующего преобразования Δδ=Δνρ₀/νρ₀ в случае δ(уточнен)=δ(начальн)+Δδ. Преобразования процедур 110-125 позволяют улучшить начальную трехмерную трансверсальноизотропную модель земли с наклонной осью симметрии и создать возле скважин(ы) более точную трансверсально-изотропную модель с наклонной осью симметрии.

После улучшения начальной трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии возле скважин(ы) уточненными значениями Ур₀ и δ последовательность операций 100 переходит к процедуре 130, в которой заселяют оставшиеся в модели точки, т.е. точки снаружи локации, прилегающие к скважине. В примере осуществления на фиг. 2 оставшиеся точки в модели заселяют, используя процесс трехмерной экстраполяции и уточненные значения Ур₀ и δ возле скважин(ы). Трехмерную экстраполяцию осуществляют, сначала экстраполируя δ или Δδ в оставшиеся локации модели, а затем находят трехмерное уточнение для Ур₀ с помощью преобразования ΔVρ₀=-ΔδVρ₀. Как будет показано, для экстраполяции значений δ или Δδ наружу локации скважины и получения расширенных уточнений для Ур₀ и δ можно использовать алгоритмы разного типа. В результате процесса экстраполяции (см. блок 135) будет получена трехмерная трансверсально-изотропная модель земли с наклонной осью симметрии, привязанная к скважине и содержащая уточненные значения Ур₀ и δ в каждой точке модели. Трехмерная трансверсально-изотропная модель земли с наклонной осью симметрии блока 135 содержит в каждой точке (х, у, ζ) модели следующие параметры: Vρ₀(начальн)+ΔVρ₀, δ(начальн) +Δδ и ц(начальн).

Модель, определенную в блоке 135, используют в процедуре 140 для осуществления трехмерного трансверсально-изотропного глубинного отображения до суммирования для данных отражения сейсмической волны. В этой процедуре данные отражения сейсмической волны, которые были зафиксированы для представляющего интерес геологического объема, обрабатывают/мигрируют моделью, чтобы получить новое изображение подземных локаций представляющего интерес геологического объема. Следует отметить, что миграция сейсмических данных обычно позволяет формировать из мигрированных сейсмических данных изображение представляющего интерес геологического объема, которое является более точным отображением геологических структур в представляющем интерес сейсмическом объеме, чем изображение, сформированное из мигрированных данных с помощью изотропного алгоритма. Трехмерная трансверсально-изотропная глубинная визуализация до суммирования для данных отражения сейсмической волны в процедуре 140 обеспечивает получение сейсмограмм с общими точками на изображении (блок 145). Как известно сведущим в данной области, сейсмограммы с общими точками на изображении соответствуют мигрированным сейсмическим данным, которые заканчиваются на одной и той же позиции изображения в представляющем интерес геологическом объеме.

Как только сейсмограммы с общими точками на изображении будут идентифицированы путем анализа трехмерного трансверсально-изотропного глубинного изображения до суммирования, последовательность операций 100 переходит к процедурам 150 и/или 155, в которых выполняют анализ остаточного поступления. Как известно сведущим в данной области, анализ остаточного поступления является основной стадией процесса улучшения модели скорости. Этот анализ обычно проводят, используя сходства сетки инлайновых и икслайновых локаций. Для каждой сейсмограммы с общими точками на изображении рассчитывают одну панель сходства в зависимости от глубины и смещения. Анализ остаточного вступления на сейсмограммах с общими точками на изображении для близких к средним смещений проводят в процедуре 150, тогда как анализ остаточного вступления на сейсмограммах с общими точками на изображении для далеких от средних смещений проводят в процедуре 155. Ближнее и дальнее смещения соответствуют малому и большому расстоянию между излучателем и приемником.

Следует отметить, что процедуры 150, 155 на фиг. 2 предназначены для того, чтобы охватить анализ множественного вступления. Это значит, что анализ остаточного вступления на фиг. 2 может производиться лишь для близких к средним смещений (процедура 150) или лишь для близких к дальним смещений (процедура 155) в этом примере осуществления изобретения. Или же в другом примере осуществления и согласно фиг. 2 анализ остаточного вступления может производиться и для близких к средним смещений, и для близких к дальним смещений одновременно.

Анализ остаточного вступления обеспечивает уточненные скорости волны Ур₀ для каждой точки трехмерной трансверсально-изотропной модели, определенной в процедуре 135. После определения уточненных скоростей Ур₀ для каждой точки модели определяют в блоке 165а и/или 165Ь, достигнута ли сходимость, т.е. не вышли ли результаты анализа остаточного вступления в процедуре 150 и/или в процедуре 155 за пределы заранее установленных допусков. Если сходимость достигнута, последовательность операций 100 заканчивается в блоке 166.

Если сходимость не достигнута, последовательность операций 100 переходит к блоку 170 и/или к блоку 180, в котором определяют, следует ли значения δ и/или η уточнять для каждой точки модели. Если в блоке 170 на этот вопрос дан положительный ответ, последовательность операций переходит к процедуре 185, в которой проводят трехмерную трансверсально-изотропную томографию, чтобы уточнить значение δ для каждой точки модели, используя результаты анализа остаточного вступления для близких

- 5 021972 к средним смещений. Очень выгодно уточнять лишь значения δ, поскольку такое уточнение не меняет значения скоростей волны Ур₀ в модели. В результате связь между данными по скважине и сейсмическими данными, которая была ранее получена с помощью модели, построенной в блоке 135, качественно не рвется при задании низкого падения. Таким путем можно добиться ускоренного и более устойчивого преобразования для значений трансверсально-изотропной модели с наклонной осью симметрии.

Альтернативно или дополнительно, определяют, нужно ли значения η уточнять для каждой точки модели. Если в блоке 180 на этот вопрос дан положительный ответ, последовательность операций переходит к процедуре 195, в которой проводят трехмерную трансверсально-изотропную томографию, чтобы уточнить значение η для каждой точки модели, используя результаты анализа остаточного вступления для далеких от средних смещений.

Если значения δ и/или η не уточняются, определяют, следует ли уточнять значения скорости волны Ур₀ (блок 175). Если на этот вопрос дан отрицательный ответ, последовательность операций закачивается в блоке 166. Если на этот вопрос дан положительный ответ, последовательность операций переходит к процедуре 190, в которой проводят трехмерную трансверсально-изотропную томографию, чтобы уточнить значения скорости Ур₀ в представляющем интерес геологическом объеме.

Результаты анализа трехмерной трансверсально-изотропной томографии процедур 185, 190 и 195 обеспечивают новую трехмерную трансверсально-изотропную модель в блоке 197 с уточненными значениями δ, Ур₀ и η в каждой точке (х, у, ζ) модели. Затем определяют, достигнута ли сходимость для уточненных значений δ, Ур₀ и η в новой модели блока 197 (блок 198). Чтобы определить, достигнута ли сходимость, можно использовать различные проверки. Так, например, определяют, не превышают ли полученные значения заранее заданный предел. Если на этот вопрос дан положительный ответ, последовательность операций на фиг. 2 завершается в процедуре 199. Если на этот вопрос дан отрицательный ответ, последовательность операций 100 переходит обратно к блоку 115, в котором данные по скважине используют для выполнения трехмерной трансверсально-изотропной томографии (процедуры 120), основанной на трассировке лучей, чтобы уточнить значения Ур₀ каждой трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии, полученной в блоке 197 возле скважин(ы). Таким образом, трансверсально-изотропную модель земли с наклонной осью симметрии, полученную в блоке 197, используют в качестве новой начальной модели для последующей итерации. В примере осуществления эта новая начальная трансверсально-изотропная модель земли с наклонной осью симметрии, более совершенной, чем начальная модель, использовавшаяся при первой итерации, в том, что она значительно уплощает сейсмограммы с общими точками на изображении и в значительной мере связывает сейсмические данные с данными по скважине. После определения усовершенствованной модели с уточненными значениями Ур₀ возле скважин(ы) последовательность операций 100 переходит к процедурам 125-198, в которых определяют уточненные значения δ, и/или Ур₀, и/или η. Затем последовательность операций подвергают итерации до тех пор, пока не будет достигнута сходимость для значений δ, и/или Ур₀, и/или η (т.е. пока значения δ, и/или Ур₀, и/или η не перестанут существенно изменяться между двумя последовательными итерациями).

Следует отметить, что последовательность операций на фиг. 2 предназначена для осуществления разных сценариев оптимизации трехмерной трансверсально-изотропной модели с наклонной осью симметрии. На фиг. 3 приведены различные сценарии, которые можно использовать при каждой итерации. В первом сценарии δ является единственным параметром, который уточняют для каждой локации в модели. Первый сценарий является предпочтительным, поскольку уточнение δ не сопровождается изменением Ур₀ при задании низкого падения, а в результате количественная связь между данными по скважине и сейсмическими данными не нарушается во время оптимизации δ. Во втором сценарии уточняются параметры δ и Ур₀. В третьем сценарии уточняются параметры δ и η. В четвертом сценарии уточняются скорости Ур₀. В пятом сценарии уточняются Ур₀ и η. В шестом сценарии уточняется η, в седьмом сценарии уточняются δ, η и Ур₀.

Следует отметить, что один или несколько параметров, уточненных при данной итерации, могут не совпадать с одним или несколькими параметрами, уточненными при следующей итерации. Иначе говоря, при каждой итерации могут оптимизироваться разные параметры (δ, η и Ур₀). Таким образом, в примере осуществления предусмотрено, что для оптимизации трехмерной трансверсально-изотропной модели с наклонной осью симметрии можно использовать различные сценарии. Далее предусмотрено, что после оптимизации первого параметра, например, δ по первому сценарию последовательность операций на фиг. 2 может быть продолжена, чтобы оптимизировать второй параметр, например, η, а затем и третий параметр, т.е. Ур₀. Следовательно, параметры δ, η и Ур₀ можно оптимизировать одновременно или последовательно. Далее следует отметить, что выбор параметров, уточняемых при каждой итерации, в большой степени зависит от совершенства всего процесса построения модели, который включает как глубинную визуализацию, так и томографию, и от типа и качества данных по скважине и сейсмических данных, которые используются при построении трехмерной трансверсально-изотропной модели с наклонной осью симметрии

- 6 021972

Хотя изобретение было подробно описано для наглядности на основе того, что считается в настоящее время самыми практически выполнимыми предпочтительными примерами осуществления, понятно, что такие подробности приведены для наглядности и что изобретение не ограничивается раскрытыми примерами осуществления и, напротив, призвано охватить все модификации и эквивалентные устройства, которые находятся в пределах сущности изобретения и объема прилагаемой формулы.

Следует отметить, что разные действия, производимые при определении значений анизотропных параметров трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии, могут выполняться с использованием выполняемых на машине команд и программ. Эти выполняемые на машине команды могут быть встроены в среду для хранения данных. Может быть скомпонован процессор для выполнения этих команд.

Для реализации описанной выше модели можно использовать программные функциональности компьютерной системы, в том числе и исполнимые программы. Машинная программа может выполняться на универсальном компьютере. При работе программа и, возможно, записи ассоциированных данных могут храниться на платформе универсального компьютера. Но в другое время программы могут храниться в других местах и/или транспортироваться для загрузки в соответствующую универсальную компьютерную систему. Следовательно, примеры осуществления, описанные выше, включают одну или несколько программ или компьютерных продуктов в виде одного или нескольких модулей программы, носимых по крайней мере одним машиночитаемым носителем. Выполнение таких программ процессором компьютерной системы позволяет платформе выполнять функции в целом тем способом, который обсуждался и был показан здесь на примерах осуществления.

При использовании здесь такой термин, как машиночитаемый носитель компьютера или машины, относится к любому носителю, который принимает участие в доставке команд в процессор для их выполнения. Машиночитаемый носитель компьютера или машины можно в совокупности назвать компьютерным продуктом. Такой носитель может иметь множество форм, включая энергонезависимые среды, энергозависимые среды и передающие среды, но не ограничиваясь ими. К энергонезависимым средам относятся, например, оптические и магнитные диски, такие как устройства хранения данных в компьютерах, работающих, как описано выше. К энергозависимым средам относится динамическая память, такая как оперативная память компьютерной системы. Физическая передающая среда включает коаксиальные кабели, медные провода и волоконную оптику, в том числе и провода, которые образуют шину внутри компьютерной системы. Волнонесущая передающая среда может принимать форму электрических или электромагнитных сигналов, а также звуковых или световых волн, таких которые генерируются при передаче радиочастотных и инфракрасных данных. Следовательно, обычными формами программоносителей компьютера являются, например, гибкие магнитные диски, дискеты, жесткие диски, магнитная лента, любые другие магнитные среды, СО-КОМ, ЭУО, любые другие оптические среды, такие меньше используемые среды, как перфокарты, перфолента, любые другие физические среды с пробитыми отверстиями, КАМ, РКОМ и ЕРКОМ, РЬА§Н-ЕРКОМ, любые другие микросхемы или картриджи памяти, несущие волны для передачи данных или команд, кабели и каналы связи, передающие такие несущие волны, или любые другие среды, из которых компьютер может получать или отправлять команды программирования и/или данные. Многие виды программоносителей могут быть использованы для переноса одной или нескольких последовательностей команд в процессор для их выполнения.

Понятно, что данное изобретение предполагает, что, если это возможно, один или несколько признаков какого-либо примера осуществления могут быть объединены с одним или несколькими признаками какого-либо другого примера осуществления.

- 7 021972

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ сейсмического исследования подземной формации для получения значений анизотропных параметров трансверсально-изотропной модели земли с наклонной осью симметрии, реализованный с помощью компьютера, причем анизотропные параметры включают скорость распространения продольной волны (Ур₀) вдоль наклонной оси симметрии, анизотропные параметры Томсона δ и ε (или η=(ε5)/(1+25)), отображающие изменения скорости волны в зависимости от угла, под которым распространяется волна относительно оси симметрии, содержащий этапы, на которых собирают входные данные для представляющего интерес геологического объема;

определяют зависимость между входными данными и анизотропными параметрами модели посредством спецификации скоростей анизотропной модели земли и выполнения анизотропного трассирования лучей;

вводят данные по скважине в локациях скважин;

определяют уточненные значения анизотропных параметров в или вблизи локаций скважин из данных скважин в локациях скважин;

рассчитывают значения анизотропных параметров модели в каждой из множества подземных локаций в представляющем интерес геологическом объеме по зависимости между входными данными и анизотропными параметрами модели и уточненными значениями анизотропных параметров в или вблизи локаций скважин, используя последовательности операций, включающие итеративные или последовательные совокупности процессов, включающие в себя первичную обработку входных данных, обычную томографическую инверсию, трехмерную томографическую инверсию, основанную на трансверсальноизотропной модели с наклонной осью симметрии, и трехмерную глубинную миграцию до суммирования с использованием трансверсально-изотропной модели с наклонной осью симметрии, обеспечивая при этом точную модель геологических признаков, присутствующих в представляющем интерес геологическом объеме.
2. Способ по п.1, в котором итеративные или последовательные совокупности процессов включают в себя интерпретационную выборку.
3. Способ по п.1, в котором вычисление представляет собой томографическую инверсию, причем топографическая инверсия является рекурсивной и итеративной и использует трехмерную трансверсально-изотропную трассировку лучей с наклонной осью симметрии, чтобы моделировать трехмерное распространение волны.
4. Способ по п.1, в котором входные данные включают в себя сейсмические данные поверхности, данные вертикального сейсмического профилирования, данные сейсмокаротажа, данные ВСП (вертикального сейсмического профилирования), данные анализа каротажных диаграмм, интерпретационные данные, региональное простирание, априорные данные или любое сочетание перечисленных данных.
5. Способ по п.4, в котором входные данные включают в себя интерпретационные данные, интерпретационные данные включают в себя выборки положений и форм горизонта.
6. Способ по п.1, в котором дополнительно формируют начальную трансверсально-изотропную модель с наклонной осью симметрии с использованием входных данных, причем начальную трансверсально-изотропную модель с наклонной осью симметрии формируют, проводя оценку структурных наклонов глубинного отражающего горизонта и получая трансверсально-изотропные оси симметрии в представляющем интерес геологическом объеме.
7. Способ по п.1, в котором вычисление представляет собой выполнение томографической инверсии, и в способе дополнительно выполняют нормализацию входных данных перед проведением инверсии.
8. Способ по п.1, в котором вычисление представляет собой выполнение трехмерной томографической инверсии, причем входные данные включают в себя сейсмические данные, и в котором дополнительно перед выполнением трехмерной трансверсально-изотропной томографической инверсии выполняют мигрирование сейсмических данных с использованием алгоритма трехмерной трансверсальноизотропной глубинной миграции до суммирования, сортирование мигрированных сейсмических данных в соответствии с их подземной локацией и их смещением/углом миграции в сейсмограммы с общими точками на изображении, а также выбор и квантификацию остаточных вступлений в области сейсмограмм с общими точками на изображении.
9. Способ по п.1, в котором значения анизотропных параметров модели в каждой из множества подземных локаций рассчитывают, используя трехмерные трансверсально-изотропные томографические инверсии, одновременно или раздельно друг за другом, с использованием разных сочетаний инверсий с полными или неполными наборами входных данных и полными или неполными наборами выходных данных.
10. Способ по п.9, в котором выходные данные включают в себя Ур₀, 5 и η и/или ε.
11. Способ по п.1, в котором дополнительно выполняют процесс трансверсально-изотропной глубинной миграции до суммирования, используя трансверсально-изотропную модель с наклонной осью

- 8 021972 симметрии и с Уро, δ и η.
12. Способ по п.1, в котором расчет включает в себя вычисление значений анизотропных параметров путем итеративного выбора значений Уро, δ и η до тех пор, пока (а) положения сейсмических изображений подземных структур в представляющем интерес геологическом объеме не будут связаны с их пространственными положениями, установленными в пробуренных скважинах; и (Ь) остаточные вступления в сейсмограммах с общими точками на изображении не станут минимальными в каждой точке в модели.
13. Способ по п.12, в котором подземные структуры включают в себя границы пород.