ES2629629T3

ES2629629T3 - Procedimiento de modelización geológica de datos sísmicos por correlación de trazas

Info

Publication number: ES2629629T3
Application number: ES09801752.8T
Authority: ES
Inventors: Fabien Pauget; Sébastien LACAZE; Thomas Valding
Original assignee: ELIIS
Current assignee: ELIIS
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2017-08-11
Anticipated expiration: 2029-12-09
Also published as: HUE032588T2; DK2356493T3; PT2356493T; FR2939520A1; EP2356493B1; EP2356493A2; WO2010067020A2; US20110246157A1; US8566069B2; WO2010067020A3; FR2939520B1

Abstract

Procedimiento de elaboración de un modelo geológico, realizado en ordenador, a partir de datos sísmicos recogidos previamente, caracterizado porque comprende las etapas de: - muestreo de dichos datos sísmicos (1) según al menos un conjunto de trazas sísmicas (3, 4) constituidas cada una por puntos de muestreo (5) tomados según profundidades crecientes, - análisis de las similitudes entre los datos sísmicos (6) alrededor de dichos puntos de muestreo (5) que pertenecen a trazas símicas diferentes (3, 4), - determinación de los enlaces (7) entre los puntos de muestreo (5) que pertenecen a trazas diferentes a partir de dicho análisis de las similitudes, uniendo dichos enlaces los puntos que se sitúan sobre una misma superficie geológica, comprendiendo dicha determinación una etapa de cálculo de imágenes de correlación (2): - correspondiendo cada imagen de correlación a un par de trazas (3, 4), - estando representada cada traza según una dimensión de la imagen de correlación (2), y - representando el valor de cada punto de la imagen (2) la correlación local de los datos sísmicos (6) en la proximidad de dos puntos (5) respectivos de cada traza (3, 4), caracterizado porque comprende una etapa de: - constitución de dicho modelo geológico atribuyendo a cada punto de muestreo (5) una edad geológica relativa que se calcula al menos a partir de: (i) la edad geológica relativa de otros puntos de muestreo unidos a dicho punto de muestreo (5) por los enlaces (7), y (ii) la edad geológica relativa de otros puntos de muestreo próximos a la traza (4) que incluye dicho punto de muestreo (5), la atribución de una edad geológica relativa a los puntos de muestreo (5) es un proceso iterativo ejecutado siempre que permanezcan puntos de muestreo no datados (5) que comprendan al menos un enlace (7), que comprende las etapas de: - selección de un punto de muestreo no datado (5) que comprende al menos un enlace (7), - atribución de una edad relativa a este punto (5) teniendo en cuenta puntos ya datados de su traza (4), de tal modo que la edad a lo largo de una traza varíe siempre en el mismo sentido, y - atribución de la misma edad relativa a todos los puntos unidos a este punto por los enlaces (7) y que comprende además una etapa de relleno del modelo geológico por propagación de una minisuperficie por similitud en la proximidad de cada punto de muestreo (5) que comprende un enlace (7), teniendo por germen dicho punto (5).

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de modelizacion geologica de datos s^smicos por correlacion de trazas Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un procedimiento para elaborar automaticamente un modelo geologico a partir de datos s^smicos. Encuentra aplicaciones particularmente relevantes en el campo del analisis de datos sfsmicos, principalmente en la busqueda de nuevos yacimientos petroKferos.

Estado de la tecnica anterior

En general, los datos s^smicos representan un subsuelo y permiten de este hecho comprender la estructura geologica de la zona cubierta. Una senal sfsmica representa tipicamente la derivada de la impedancia acustica de las capas atravesadas por impulsos sonoros emitidos durante la adquisicion de dichos datos sfsmicos. Por lo tanto, los datos sfsmicos son una representacion indirecta y degradada de la geologfa subyacente. Indirecta porque el valor del pixel no es representativo de la propia naturaleza del subsuelo en ese punto, y degradada debido a que el dato final es el resultado de una cadena de tratamientos (desconvolucion, "stacking process") que introducen artefactos y aproximaciones. En consecuencia, la reconstruccion de la geologfa a partir de datos sfsmicos generalmente pasa por medio de analisis complejos que buscan identificar las capas geologicas una a una y de forma independiente unas de otras. Los metodos de analisis existentes utilizan como postulado que una misma capa geologica presenta firmas sfsmicas similares. Por tanto, las superficies se extraen por el sesgo de propagadores que comienzan a partir de un germen o por clasificadores (Kmean) que reagrupan las firmas sfsmicas del mismo calibre. La principal limitacion de estas tecnicas se deriva del propio postulado basico que nunca es realmente respetado. Ademas, los algoritmos empleados presentan numerosos inconvenientes: influencia demasiado grande del germen, derivas de propagaciones, superficies invalidas que conectan diferentes etapas geologicas...

Muy recientemente han aparecido enfoques globales que tratan de calcular en el curso de un mismo proceso la totalidad del modelo geologico directamente a partir de los datos sfsmicos. Entre estos metodos se distinguen dos grandes familias: las que utilizan la inclinacion local de las capas y las que utilizan las primitivas.

En la familia de los metodos que utilizan la inclinacion local de las capas, se conoce especialmente la patente de EE.UU. N° 6.771.800 de Keskes et al., (2002) que se basa en la propagacion de las lmeas 2D siguiendo la direccion de la inclinacion. Esta tecnica solo funciona en 2d y no genera rupturas de continuidades de la geologfa.

Se conoce igualmente el documento de Lomask et al., "Flattening without picking', Geophysics. Vol. 11 N° 4, 2006, pp.13-20 que propone un metodo de compensacion de las inclinaciones por un proceso iterativo de minimizacion. Durante este proceso, las inclinaciones, obtenidas por calculo de gradiente 3D en cada punto sfsmico se anulan poco a poco hasta obtener un bloque sfsmico plano, sin deformaciones globales, que permite poner de manifiesto los indices de sedimentacion por analisis estratigrafico. Esta tecnica funciona en 3D, pero la gestion de las rupturas del modelo requiere el conocimiento previo de las discontinuidades.

En la familia de los metodos que utilizan las primitivas como elementos basicos del modelo geologico, estos elementos son, en un primer momento, extrafdos de la imagen sfsmica y, a continuacion dispuestos unos con respecto a los otros para construir el modelo.

En el metodo descrito por Monsen et al., en la solicitud de patente de EE.UU. 2008/0140319 en particular, las primitivas son superficies geologicas de tamanos variables obtenidas automaticamente por propagacion en los extremos de la operacion sfsmica. Estas primitivas se clasifican luego por orden topologico basandose en un grafico adclico ("Directed Acyclic Graph" DAG) que representa las relaciones de superposicion entre las primitivas. El orden topologico asignado a cada superficie permite construir el modelo geologico. Este metodo funciona en 3D, genera las discontinuidades de tipo erosion, pero no permite la gestion automatica de la fallas.

Una variante de este enfoque fue propuesta por Verney et al., en el documento "An Approach of Seismic Interpretation Based on Cognitive Vision" 70th EAGE Conference & Exhibition - Roma, Italia, 9-12 de junio de 2008. En este documento, las relaciones entre minisuperficies se jerarquizan en funcion de su distancia vertical media y los criterios la fusion entre primitivas se basan en principios que provienen de la ciencia cognitiva. Los documentos de patentes US5056066 y W003/009002 tambien describen procedimientos de elaboracion de modelos geologicos.

En el contexto actual de un mercado petrolffero cada vez mas competitivo y costoso, la busqueda de nuevos yacimientos requiere el uso de herramientas de analisis automaticos mas precisos y rapidos. La presente invencion tiene por objeto un procedimiento que trabaja a escala del punto sfsmico para elaborar automaticamente un modelo geologico a partir de datos sfsmicos, que puede generar automaticamente las discontinuidades geologicas, tales como las fallas y que permite la implementacion de estrategias multiescalas.

Descripcion de la invencion

Este objeto se consigue con un proceso de elaboracion de un modelo geologico a partir de datos sfsmicos recogidos

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previamente de acuerdo con la reivindicacion 1.

El procedimiento segun la invencion permite por tanto elaborar un modelo geologico a partir de una rejilla de muestreo arbitraria de los datos s^smicos, explotando las similitudes locales de los datos. En particular, no se basa en la deteccion de los extremos y la propagacion de las superficies a partir de estos extremos como los procedimientos de la tecnica anterior, sino que permite una modelizacion mas fina del conjunto de datos.

El procedimiento comprende una etapa de relleno del modelo geologico por propagacion de una minisuperficie por similitud en la proximidad de cada punto de muestreo que comprende un enlace, teniendo por germen dicho punto.

Sin embargo, estas mini-superficies no deben confundirse con las superficies propagadas como primitivas en los procedimientos de la tecnica anterior. En efecto:

- no se utilizan mas que para completar el modelo geologico, y en particular no son explotadas las relaciones topologicas que existen entre ellas,

- la forma de su contorno y su tamano se determinan esencialmente por la rejilla de muestreo,

- debido a su superficie muy reducida son despreciables los problemas de derivas relacionados con los algoritmos de propagacion.

Los datos de un volumen sfsmico se pueden muestrear en un plano sensiblemente horizontal segun una malla sensiblemente con una cualquiera de las siguientes formas: rectangular, hexagonal, y las trazas pueden ser de orientacion sensiblemente vertical y comprender puntos de muestreo sensiblemente equidistantes.

La determinacion de enlaces entre los puntos de muestreo que pertenecen a trazas diferentes comprende una etapa de calculo de imagenes de correlacion,

- correspondiendo cada imagen de correlacion a un par de trazas,

- estando representada cada traza segun una dimension de la imagen de correlacion, y

- representando el valor de cada punto de la imagen la correlacion local de los datos sfsmicos proximos a dos puntos respectivos de cada traza.

El procedimiento de acuerdo con la invencion puede comprender ademas las etapas de:

- construccion de segmentos en la imagen de correlacion por propagacion entre los puntos correspondientes a valores de correlacion superiores a al menos un umbral predeterminado, cuyos segmentos corresponden a los conjuntos de enlaces o peines de correlaciones entre puntos de muestreo de las trazas;

- seleccion de los segmentos de la imagen de correlacion, cuya seleccion no deja como maximo mas que un segmento por lmea y por columna de la imagen de correlacion, correspondiente a un solo enlace por punto de muestreo, y siendo seleccionados los segmentos basandose en el valor de los puntos constituyentes y en su longitud;

- validacion de los enlaces por analisis de los caminos constituidos por las sucesiones de puntos unidos por dichos enlaces, siendo una condicion para que los enlaces sean validados en un volumen sfsmico, que los caminos esten formando bucles.

Las etapas de seleccion de segmentos en la imagen de correlacion y de validacion de los enlaces se repiten de manera iterativa en los segmentos restantes en la imagen de correlacion, utilizando como restriccion los enlaces validados en iteraciones anteriores hasta que no haya mas segmentos explotables.

La atribucion de una edad geologica relativa a los puntos de muestreo es un proceso iterativo realizado hasta que queden puntos de muestreo no datados que comprendan al menos un enlace, que comprende las etapas de:

- seleccion de un punto de muestreo no datado que comprende al menos un enlace,

- atribucion de una edad relativa a este punto, teniendo en cuenta los puntos ya datados de su traza, de tal modo que la edad a lo largo de una traza vana siempre en el mismo sentido, y

- atribucion de la misma edad relativa a todos lo puntos asociados a este punto mediante enlaces.

El procedimiento segun la invencion puede comprender ademas una etapa de normalizacion de las edades relativas, fijandose el incremento de edad entre puntos de edad relativa consecutivos en un valor predefinido.

Segun otro aspecto del procedimiento segun la invencion, se puede elaborar un modelo geologico multiescala

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fusionando conjuntos de enlaces entre puntos de muestreo, obteniendose dicho conjunto de enlaces con diferentes rejillas de muestreo.

Ventajosamente, el procedimiento segun la invencion se puede aplicar de manera automatizada, especialmente:

- a la extraccion directa de las superficies de deposito basandose en iso-valores,

- a la horizontalizacion de la operacion s^smica cartografiando sobre una lmea o un plano la senal s^smica

correspondiente a una etapa geologica,

- al analisis de fallas y

- al analisis de canales.

De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se propone un programa de ordenador segun la reivindicacion 13 para implementar el procedimiento segun la invencion.

Descripcion de las figuras y los modos de realizacion

Otras ventajas y particularidades de la invencion apareceran en la lectura de la descripcion detallada de las implementaciones y modos de realizacion en absoluto limitativos, y los dibujos adjuntos siguientes:

- La Figura 1 ilustra la construccion de la imagen de correlacion correspondiente a dos trazas del conjunto de datos sfsmicos. La Figura 1a ilustra el muestreo vertical de los datos en trazas sfsmicas, mientras que la Figura 1b ilustra la construccion de la imagen de correlacion;

- La Figura 2b ilustra el peine de correlacion correspondiente a una geologfa denominada isopack con variaciones de inclinacion, tal como se ilustra en la Figura 2a;

- La Figura 3b ilustra el peine de correlacion correspondiente a una geologfa que presenta a la vez variaciones de inclinacion y de espesor, tal como se ilustra en la Figura 3a;

- La Figura 4 ilustra el establecimiento de peines de correlacion entre los puntos de parte y de otros de una falla que presenta un desplazamiento normal (Figura 4a) o inverso (Figura 4b);

- La Figura 5 ilustra un proceso de extraccion de segmentos de recta de alta intensidad en la imagen de correlacion;

- La figura 6 ilustra ejemplos de estrategias de muestreo del cubo sfsmico;

- La figura 7 ilustra la validacion de los peines de correlacion por analisis de los caminos;

- La figura 8 ilustra el principio de insercion iterativa de los peines de correlacion para llenar el espacio de los datos;

- La Figura 9 ilustra un ejemplo de aplicacion del algoritmo de calculo de las posiciones de referencia;

- La Figura 10 ilustra un ejemplo de minisuperficies obtenidas en una rejilla de muestreo cuadrada;

- La Figura 11 ilustra el relleno del modelo geologico,

El procedimiento segun la invencion utiliza un conjunto de datos sfsmicos para deducir de ellos un modelo geologico, trabajando en la escala de los puntos sfsmicos.

Los datos tales como los descritos en la forma de realizacion preferida hacen referencia a un cubo o volumen 3D de datos sfsmicos. Sin embargo el procedimiento segun la invencion puede ser implementado igualmente en un conjunto bidimensional de datos sfsmicos, tales como cortes.

El volumen de datos sfsmicos puede ser caracterizado por 3 ejes, denominados respectivamente ejes Inline y Xline sensiblemente paralelos a la superficie del suelo y un eje denominado TWT orientado en el sentido de las profundidades crecientes.

El procedimiento segun la invencion se puede aplicar a la totalidad de datos del volumen sfsmico, pero en el caso general, es suficiente que sea limitado a un subconjunto de puntos de muestreo para limitar principalmente el tiempo de calculo. Con referencia a la Figura 1, una traza sfsmica o traza 3, 4 comprende un conjunto de puntos 5 sensiblemente alineados y equidistantes, muestreados en las profundidades t1, t2, t3,... en la direccion del eje TWT. La totalidad del volumen sfsmico puede ser muestreada por un conjunto de trazas dispuestas en el plano Inline- Xline segun una malla, por ejemplo cuadrada, hexagonal, incluso arbitraria, como se ilustra en la Figura 6.

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Con referencia a la Figura 1, una primera etapa del procedimiento segun la invencion consiste en calcular para un conjunto de pares de trazas (3, 4) de interes, extrafdo de datos s^smicos 1 una imagen de correlacion I(Xl, X2), siendo X1 y X2 las posiciones respectivas de las trazas sfsmicas 3, 4. Esta imagen de correlacion 2 representa el conjunto de coeficientes de correlaciones calculados entre los N1 puntos que proceden de X1 y los N2 puntos que proceden de X2. En esta imagen de dimensiones (N1*N2) pfxeles, si X1 esta en ordenadas y X2 en abscisas, el valor del punto P(i, j) situado en la columna i y en la lmea j es el coeficiente de correlacion Cf(i, j) calculado entre el iersimo punto de la traza X2 y el jesimo punto de la traza X1.

Los coeficientes de correlacion Cf(i, j) se pueden calcular por ejemplo a partir de la correlacion de una minitraza Vi de tamano S, centrada alrededor de un punto X2(i) y de un minitraza sfsmica Vj de tamano S centrada alrededor de un punto X1(j). El modo de calculo de los coeficientes Cf(i, j) puede comprender igualmente y de manera no limitativa cualquier tipo de calculo de distancia o de diferencias entre los dos vectores Vi y Vj.

En la figura 1 por ejemplo, el valor del punto 8 de la imagen de correlacion 2 es el resultado del calculo de la correlacion entre la minitraza 6 alrededor del punto 5, de posicion t3 en la traza X2 con la minitraza alrededor del punto de posicion t1 de la traza X1. Por una convencion no limitativa, el modo de calculo del valor de los puntos de la imagen de correlacion 2, se define de tal manera que este valor aumenta con la similitud de los vectores Vi y Vj.

Cada punto de la imagen de correlacion I(X1, X2) tal como 8 corresponde por tanto a un enlace, por ejemplo 7, entre un punto de la traza X1 y un punto de la traza X2. Un punto que presente un alto valor en I(X1, X2) representa un enlace de alta probabilidad entre X1 y X2. Por tanto, la imagen de correlacion revela todos los enlaces de alta probabilidad entre dos trazas sfsmicas. Con referencia a la Figura 2, cuando los puntos de alta probabilidad estan contiguos en la imagen de correlacion 2, aumenta su relevancia puesto que no estan mas aislados en el contexto geologico, sino que forman un conjunto consistente 10 que une dos etapas geologicas. Estos conjuntos contiguos corresponden a peines de correlacion 11 en el espacio de datos 1, estando definidos dichos peines por los conjuntos E de los puntos P(i, j) de la imagen I(X1, X2), tales que ningun punto P(i, j) de E presenta la misma abscisa ni la misma ordenada que uno de los otros puntos de E. Esta propiedad se traduce en el hecho de que en un peine dado, un punto sfsmico no esta conectado mas que a un solo enlace.

En el caso de una geologfa completamente laminar con inclinacion nula, las trazas X1 y X2 son similares y el segmento de correlacion mas alta se situa sobre la diagonal de la imagen 2, con un coeficiente director sensiblemente igual a 1. El peine resultante comprende entonces enlaces horizontales.

En el caso de una geologfa denominada isopack con variaciones de inclinacion, tales como se ilustra en la Figura 2, las dos trazas X1 y X2 presentan firmas similares, pero estan desfasadas. El segmento de correlacion mas alta 10, es entonces paralelo a la diagonal, con un coeficiente director sensiblemente igual a 1, y la distancia 12 entre la diagonal y el segmento representa el valor de desplazamiento, es decir, el desfase siguiendo el eje TWT, entre X1 y X2.

Incluso, en el caso mas general donde la geologfa presenta a la vez variaciones de inclinacion y de espesor, tal como se ilustra en la Figura 3, el segmento de correlacion mas alta 10 posee un coeficiente direccion diferente de 1 porque el desplazamiento vana a lo largo del peine 11.

Ventajosamente, el procedimiento segun la invencion no es sensible a la presencia de fallas, a diferencia de los metodos de propagacion utilizados en la tecnica anterior para obtener superficies sfsmicas y primitivas. Utilizando el metodo de peines de correlacion, las relaciones o enlaces 7 entre los puntos puede ser establecida a ambos lados de la falla 20, independientemente del valor y el sentido (normal o inverso) del desplazamiento, como se muestra en la Figura 4.

Los peines 11 pueden ser detectados automaticamente extrayendo los segmentos de recta 10 de alta intensidad de la imagen de correlacion I(X1, X2). Esta deteccion puede ser realizada ventajosamente, por ejemplo, basandose en un algoritmo que comprende las etapas siguientes, ilustradas en las Figuras 5a a 5f, respectivamente:

- clasificacion de los puntos de imagen I(X1, X2) en tres familias: INVALID, VALID e INCERTAIN en funcion de su valor de correlacion (Figura 5a);

- uso de todos los puntos clasificados VALID como germen para propagar segmentos. Los puntos candidatos para las propagaciones son unicamente los puntos clasificados VALID e INCERTAIN (Figura 5b);

- busqueda de todos los puntos de I(X1, X2) que presentan el valor maximo en una lmea o en una columna. Estos puntos estan marcados MAXP (Figura 5c);

- eliminacion de los segmentos que no contienen ningun punto marcado MAXP (Figura 5d);

- eliminacion de los segmentos cuya longitud es inferior a la longitud media de los segmentos obtenidos en la etapa anterior (Figura 5e); y

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- presentacion de cada segmento partiendo del mas largo al mas corto.

Cada segmento presentado elimina todos los segmentos que tienen un punto en la misma lmea o en la misma columna de la imagen de correlacion (Figura 5f). Se obtiene as^ el segmento mas largo 10 correspondiente al peine mas largo 11, garantizando que los puntos sfsmicos del peine 11 no estan asociados mas que a solo enlace.

Para detectar los peines 11 en el conjunto de datos del bloque sfsmico, es preciso elegir posiciones de pares de trazas X1 y X2 a partir de las cuales se calcula una imagen de correlacion. Estas trazas pueden estar situadas en cualquier lugar en el bloque sfsmico. Si las capacidades de las maquinas lo permiten, se pueden utilizar todas las trazas del cubo sfsmico y por lo tanto todos los puntos. Sin embargo, por regla general, es necesario un muestreo del cubo sfsmico.

Ventajosamente, se puede optar por una estrategia de muestreo regular en la cual se toma una traza de N trazas posibles y se calculan todas las imagenes I(Xi, Xj) de tal modo que las posiciones Xi y Xj esten distantes de N, siguiendo por ejemplo, una malla sensiblemente cuadrada o hexagonal (Figuras 6a y 6b). Tambien se puede emplear una estrategia aleatoria en la que todos los pares (Xi, Xj) se extraen aleatoriamente (Figura 6c). Igualmente se pueden combinar ventajosamente varias estrategias, siendo la unica finalidad obtener un numero suficiente de peines 11 para que este caracterizado lo esencial del bloque sfsmico.

Esta flexibilidad de uso confiere al procedimiento segun la invencion una ventaja considerable, porque permite implementar facilmente estrategias multiescalas, o multi-resoluciones, combinando por ejemplo peines distantes de N muestras con peines distantes de 2*N muestras. El uso de peines en varias escalas o niveles de resolucion permite tratar mejor por ejemplo, los factores geologicos a gran escala, tales como zonas de fallas o de erosion.

Ventajosamente, el procedimiento segun la invencion puede comprender una etapa de validacion de los enlaces, basandose en un analisis de los caminos constituidos por la sucesion de puntos sfsmicos unidos entre sf por estos enlaces. En efecto, en la medida en la que un enlace une por definicion puntos que estan situados en una misma superficie geologica, recorriendo un camino de enlace en enlace se debe permanecer normalmente en la misma superficie. Si un camino no forma de nuevo un bucle sobre sf mismo es rechazado porque no hay ninguna certeza en cuanto a su relevancia. Si un camino comprende dos puntos diferentes que pertenecen a una misma traza 31, tal como se muestra en la Figura 7b, tampoco es validado porque atraviesa diferentes etapas geologicas en su recorrido. Si, por el contrario, el camino vuelve exactamente al punto de partida 30 sin recuperacion (Figura 7a) es validado porque es alta la probabilidad de que este en la misma superficie. Cuando se valida un camino, tambien se validan todos los enlaces que lo componen. Del mismo modo, en un peine se valida cuando cierto numero de enlaces, se valida la totalidad del peine porque se considera que los peines son conjuntos indisociables y relevantes.

Aunque este criterio de validacion de los enlaces sea exigente, permite llenar el espacio sfsmico por peines que tienen una consistencia geologica. Con esta tecnica un enlace valido puede recorrer superficies geologicas que presentan grandes variaciones en inclinacion y atravesadas por fallas.

Se puede utilizar ventajosamente en el procedimiento segun la invencion un proceso iterativo para llenar al maximo el volumen sfsmico estudiado, de modo que se construya un modelo final lo mas completo posible con el maximo de enlaces. Cada iteracion de este proceso comprende una deteccion y despues una validacion de un conjunto de peines, como se ha descrito anteriormente. Cada nueva iteracion se ve limitada por las iteraciones anteriores. El espacio sfsmico va llenandose poco a poco, y disminuye el numero de posibilidades de insercion de nuevos peines.

Sea un par (X1, X2) de dos trazas. Si en el curso de la primera iteracion, se valido un peine entre X1 y X2, este ultimo servira de limitacion para la siguiente iteracion, porque limita el campo de soluciones disponibles para un segundo peine. Este principio se ilustra en la Figura 8. En esta figura estan presentes en la imagen de correlacion los segmentos correspondientes a tres peines pertinentes. El segmento 40 correspondiente al peine 43, el mas evidente, es validado en la primera iteracion. Para la segunda iteracion, toda la parte sombreada de la imagen ya no esta disponible conforme al principio segun el cual no puede haber mas que un enlace por par de puntos. En consecuencia, el segmento 42, cuya parte demasiado grande de los enlaces se encuentra en la zona grisacea, es eliminada de la lista de candidatos. Solo el segmento 41 correspondiente al peine 44 permanece disponible.

Los primeros peines validos estan posicionados en la operacion sfsmica de buena calidad, que presenta las mejores correlaciones. Estos peines serviran entonces como una restriccion para la segunda oleada de peines, durante la segunda iteracion, que va a utilizar el espacio disponible con una sfsmica inferior. Por lo tanto, la restriccion geologica proporcionada por los enlaces existentes va a enriquecerse poco a poco para compensar la perdida gradual de calidad de la operacion sfsmica que permanece sin tratamiento. Ventajosamente, el espacio se recubre poco a poco incluso en las zonas en las zonas que presentan una baja relacion senal/ruido. Una condicion de parada del proceso iterativo puede ser por ejemplo la ausencia de nuevos peines detectados.

El procedimiento segun la invencion permite por lo tanto rellenar el espacio de los datos de peines de correlaciones que unen los puntos de los pares de trazas (Xi, Xj). Sea Ep, el conjunto de puntos sfsmicos que estan situados en todos los pares (Xi, Yj). Ventajosamente, es posible asignar a cada punto P de Ep una posicion de referencia calculada con los enlaces validados y que traduce la posicion de P en el contexto geologico. Esta posicion de

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referencia permite establecer una jerarqma de los puntos P, desde los mas jovenes a los mas antiguos. Este calculo puede realizarse, por ejemplo, sobre la base del siguiente algoritmo:

ValRef(P) = Valor de referencia para un punto P

Step es el incremento de los valores de posicion, por ejemplo Step = 1

(Initialisation)

Para todos los puntos P hacer P = UNMARKED Insertar P en GlobalStack ValRef(P) = 0 Finalizar

(Calculo de las posiciones)

Depilar GlobalStack en nextP Siempre que nextP exista Hacer P = nextP nextP = UNKNOW

insertar P en LocalStack1 y en LocalStack2 minValRef = UNDEFINED y maxValRef = UNDEFINED Siempre que LocalStack1 no este vado Hacer Pop LocalStck1 en K Si nextP = UNKNOW entonces

Buscar en PAbove el primer punto UNMARKED situado encima de K Buscar en PBelow el primer punto UNMARKED situado debajo de K Si PAbove existe entonces nextP = PAbove Si PBelow existe entonces nextP = PBelow

Fin Si

Buscar en PAboveMark el primer punto MARKED situado encima de K Buscar en PBelowMark el primer punto MARKED situado debajo de K

Si existe PAboveMark y si ValRef(PAbove)>minValRef entonces minValRef = ValRef(PAbove)

Si existe PBelowMark y si ValRef(PBelow)<maxValRef entonces maxValRef = ValRef(PBelow)

Para todos los puntos V que estan UNMARKED unidos a K por un enlace Hacer V= MARKED

Insertar V en LocalStack1 y en LocalStack2 Final Para Final siempre que

Si minValRef = UNDEFINED y maxValRef = UNDEFINED entonces minValRef = 0 y maxValRef = 0

Si minValRef = UNDEFINED y maxValRef diferente de UNDEFINED

entonces minValRef = maxValRef — 2*step Si maxValRef = UNDEFINED y minValRef diferente de UNDEFINED entonces maxValRef = minValRef + 2*step Siempre que LocalStack2 no este vado Hacer 5 Depilar LocalStack2 en K

ValRef(K) = (maxValRef + minValRef)/2 Fin siempre que Si nextP = UNKNOW hacer

Siempre que nextP = UNKNOW hacer 10 Depilar GlobalStack en P

Si P = UNMARKED entonces nextP = P Fin siempre que Fin Si

Fin siempre que

15 Este algoritmo es rapido, puesto que cada punto P es visitado solo una vez. La Figura 9 ilustra el proceso de calculo de las posiciones de referencia en un caso donde el espesorvana de derecha a izquierda. En este ejemplo, el paso de incremento es igual a 10. La figura muestra, respectivamente, (a) el conjunto de enlaces en el caso de una variacion de espesor, (b) la inicializacion de las posiciones sobre la primera traza con un incremento de 10, (c, d, e y f), el calculo de las posiciones relativas sobre cada uno de los enlaces en blanco, con respecto a los enlaces inferior 20 y superior.

Las posiciones de referencias constituyen una escala de tiempo arbitraria en la que los puntos de la operacion sfsmica estan posicionados unos respecto a otros. Ventajosamente, es posible recorrer esta escala de tiempo desde el mas reciente al mas antiguo, normalizar la edad relativa de los puntos de modo que sea constante la variacion de las posiciones entre dos puntos consecutivos de la escala de tiempo.

25 En esta etapa, solo una parte de los puntos de la operacion sfsmica posee una posicion de referencia: es el conjunto Ep de los puntos que comprenden un enlace valido. El numero de puntos depende del numero de peines de correlacion detectados que a su vez depende del muestreo efectuado para posicionar los pares de trazas (X1, X2). Para llenartodo el espacio sfsmico con las posiciones de referencia, se pueden construir ventajosamente pequenas superficies cuya forma y topologfa dependen de la senal sfsmica y del tipo de muestreo que se ha elegido. Cada 30 punto referenciado en Ep puede servir de germen G para calcular un minisuperficie sobre la base de un algoritmo clasico de propagacion por similitud de minitraza sfsmica. La extension espacial de esta minisuperficie se limita ventajosamente a la "celda de Voronoi" asociada al germen G. La definicion de una celda de Voronoi es la siguiente: Sea E un conjunto de puntos y S un subconjunto de E (S es un muestreo de E). Si P es un punto de S, la celda de Voronoi asociada al punto P es el conjunto de puntos presentes en E que estan mas cerca de P que todos los 35 demas puntos del subconjunto S.

En el caso del procedimiento segun la invencion, el conjunto E puede representar todos los puntos de la superficie del bloque sfsmico y S las posiciones de las trazas Xi, utilizadas para calcular las imagenes de correlacion.

Ventajosamente, todos los puntos de una minisuperficie propagada a partir de un germen G se asignan a la posicion de referencia asociada a G. Esta tecnica permite llenar todo el espacio respetando las variaciones de la inclinacion 40 local. Hay que tener en cuenta que, a diferencia de los procedimientos de la tecnica anterior, el metodo no se limita a los extremos de la operacion sfsmica, sino que se crea un minisuperficie para cada punto que comprende un enlace valido. Del mismo modo, por comparacion con los procedimientos de la tecnica anterior que utilizan superficies propagadas como primitivas, las minisuperficies calculadas en el procedimiento segun la invencion presentan caractensticas muy particulares:

45 - la forma de su contorno y su tamano estan determinados esencialmente por la rejilla de muestreo,

- debido a su superficie muy reducida, los problemas de derivas relacionadas con la propagacion son despreciables,

- solo se utilizan para completar el modelo, y en particular las relaciones topologicas existentes entre ellas no son explotadas.

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La Figura 10 muestra un ejemplo de minisuperficies obtenidas en una rejilla de muestreo cuadrada.

El relleno del modelo geologico se ilustra en la Figura 11, (a): imagen sfsmica, (b): conjunto de enlaces validados, (c): minisuperficies propagadas a partir de puntos conectados a los enlaces validados, (d): posiciones de referencia obtenidas para cada punto de la imagen (a).

Segun las caractensticas ventajosas del procedimiento segun la invencion,

- los modelos obtenidos son muy precisos porque las primitivas de referencia son los puntos sfsmicos. En los procedimientos de la tecnica anterior que utilizan superficies como primitivas, la modelizacion real no es posible mas que en los extremos, obteniendose el resto de la informacion por interpolacion vertical entre los extremos. En el procedimiento segun la invencion no se requiere interpolacion, lo que permite menos aproximacion y por lo tanto mayor precision;

- en los enfoques de la tecnica anterior basados en las primitivas una superficie es indivisible, es un conjunto de puntos indisociables que tienen siempre el mismo valor en el modelo geologico. Esta rigidez impide cualquier posibilidad de control del modelo dentro de una misma superficie. La calidad del modelo depende por tanto de la calidad de extraccion de las primitivas. En el procedimiento segun la invencion, el modelo puede ser ajustado en cualquier punto del espacio sfsmico anadiendo simplemente un enlace. El modelo conserva toda su flexibilidad y el control se puede hacer sin limitacion;

- puede ser interesante combinar varias escalas de analisis en la interpretacion de los datos sfsmicos. Por ejemplo, se puede mezclar un analisis local que se centra en las pequenas variaciones de la senal sfsmica con un analisis mas global que considera los grandes eventos, tales como los grandes desplazamientos de fallas o las variaciones de espesor. Con los metodos de modelizacion de la tecnica anterior, el uso de varias escalas en el seno de un solo calculo es muy diffcil de implementar, contrariamente al procedimiento de la invencion en el que basta variar las distancias entre las trazas sobre las que se calculan las imagenes de correlacion;

- los peines de correlacion utilizados en el procedimiento segun la invencion pueden encontrar enlaces entre las capas geologicas situadas a cada lado de las fallas cualquiera que sea la amplitud y el sentido del desplazamiento. El procedimiento de la invencion permite por tanto gestionar mejor las discontinuidades geologicas que los otros metodos de la tecnica anterior dependientes de un analisis local, tal como la propagacion o el calculo local de la inclinacion.

El procedimiento segun la invencion se puede aplicar ventajosamente a analisis automaticos de parametros geologicos, tales como:

- la extraccion directa de las superficies de depositos sobre la base del iso-valor. El procedimiento segun la invencion permite un ahorro de tiempo importante, porque permite prescindir del proceso de extraccion manual por punteado que es extremadamente largo y trabajoso. Las superficies obtenidas son una fuente de informacion muy rica, porque constituyen el elemento fundamental y primero para numerosos sistemas y metodos de analisis geologicos;

- la horizontalizacion de la operacion sfsmica que consiste en cartografiar sobre una lmea o sobre un plano horizontal la senal sfsmica correspondiente a una etapa geologica. Por lo tanto, tratando varias etapas sucesivas se llega a reconstruir una operacion sfsmica denominada rectificada en la que son aplanados todos los relieves de los depositos geologicos. El procedimiento segun la invencion se implementa ventajosamente para este genero de aplicaciones, particularmente muy utilizadas en la busqueda de hidrocarburos, porque el relieve de cada superficie se conoce entonces ademas con una muy buena precision y una gran fiabilidad;

- el analisis de las fallas que son deslizamientos de las capas geologicas a lo largo de una superficie de fractura. Esta fractura engendra una ruptura en la continuidad de los depositos geologicos, que en las operaciones sfsmicas, se traduce en una perturbacion de la senal. Asf, en la imagen de modelizacion geologica resultante la presencia de una falla se traducira en variaciones bruscas de los valores topologicos que se debilitan a lo largo de las superficies. Estos dos criterios hacen posible la extraccion de fallas en forma de superficies vectorizadas y por tanto la cartograffa de la amplitud del desplazamiento a lo largo de las fallas;

- el analisis de los canales que son antiguos lechos de nos terrestres o submarinos colmados de sedimentos. En la exploracion petrolffera, estos canales constituyen los objetivos privilegiados porque presentan todas las caractensticas de trampas de hidrocarburos. Los fenomenos de creacion y relleno de lechos de vertido son rapidos a escala geologica y se traducen, en la imagen de modelizacion geologica obtenida por aplicacion del procedimiento segun la invencion, en variaciones bruscas del espesor de las etapas geologicas en forma de lentes. Estas caractensticas morfologicas son bastante discriminatorias para considerar una cartograffa tridimensional automatica de los canales.

Por supuesto, la invencion no esta limitada a los ejemplos que acaban de describirse y se pueden aportar numerosas modificaciones a estos ejemplos sin apartarse del alcance de la invencion.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de elaboracion de un modelo geologico, realizado en ordenador, a partir de datos s^smicos recogidos previamente, caracterizado porque comprende las etapas de:

- muestreo de dichos datos s^smicos (1) segun al menos un conjunto de trazas sfsmicas (3, 4) constituidas cada una por puntos de muestreo (5) tomados segun profundidades crecientes,

- analisis de las similitudes entre los datos sfsmicos (6) alrededor de dichos puntos de muestreo (5) que pertenecen a trazas sfmicas diferentes (3, 4),

- determinacion de los enlaces (7) entre los puntos de muestreo (5) que pertenecen a trazas diferentes a partir de dicho analisis de las similitudes, uniendo dichos enlaces los puntos que se situan sobre una misma superficie geologica, comprendiendo dicha determinacion una etapa de calculo de imagenes de correlacion (2):

- correspondiendo cada imagen de correlacion a un par de trazas (3, 4),

- estando representada cada traza segun una dimension de la imagen de correlacion (2), y

- representando el valor de cada punto de la imagen (2) la correlacion local de los datos sfsmicos (6) en la proximidad de dos puntos (5) respectivos de cada traza (3, 4),

caracterizado porque comprende una etapa de:

- constitucion de dicho modelo geologico atribuyendo a cada punto de muestreo (5) una edad geologica relativa que se calcula al menos a partir de:

(i) la edad geologica relativa de otros puntos de muestreo unidos a dicho punto de muestreo (5) por los enlaces (7), y

(ii) la edad geologica relativa de otros puntos de muestreo proximos a la traza (4) que incluye dicho punto de muestreo (5),

la atribucion de una edad geologica relativa a los puntos de muestreo (5) es un proceso iterativo ejecutado siempre que permanezcan puntos de muestreo no datados (5) que comprendan al menos un enlace (7), que comprende las etapas de:

- seleccion de un punto de muestreo no datado (5) que comprende al menos un enlace (7),

- atribucion de una edad relativa a este punto (5) teniendo en cuenta puntos ya datados de su traza (4), de tal modo que la edad a lo largo de una traza vane siempre en el mismo sentido, y

- atribucion de la misma edad relativa a todos los puntos unidos a este punto por los enlaces (7) y que comprende ademas una etapa de relleno del modelo geologico por propagacion de una minisuperficie por similitud en la proximidad de cada punto de muestreo (5) que comprende un enlace (7), teniendo por germen dicho punto (5).
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque:

- los datos de un volumen sfsmico (1) son muestreados en un plano sensiblemente horizontal, a saber segun un plano que comprende los ejes (Inline y Xline) paralelos a la superficie del suelo; segun una malla de una cualquiera de las formas siguientes: cuadrada, hexagonal, incluso arbitraria; y

- las trazas (3, 4) son de orientacion sensiblemente vertical, a saber segun la direccion de un eje (TWT) orientado en el sentido de las profundidades crecientes, y que comprende puntos de muestreo (5) sensiblemente alineados y equidistantes, a saber que son muestreados a las profundidades (t1, t2, t3, ...) en la direccion de dicho eje (TWT).
3. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque comprende una etapa de construccion de segmentos (10) en la imagen de correlacion (2) por propagacion entre los puntos (8) correspondiente a los valores de correlacion superiores a al menos un umbral predeterminado, correspondiendo dichos segmentos (10) a conjuntos de enlaces o peines de correlaciones (11) entre puntos de muestreo (5) de las trazas (3, 4).
4. Procedimiento segun la reivindicacion 3, caracterizado porque comprende una etapa de seleccion de los segmentos (10) de la imagen de correlacion (2),

- no dejando dicha seleccion como maximo mas que un segmento (10) por lmea y por columna de la imagen de correlacion (2), correspondiente a un solo enlace (7) por punto de muestreo (5), y

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- seleccionandose los segmentos (10) sobre la base del valor de los puntos (8) que los constituyen, y de su longitud.
5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, caracterizado porque comprende una etapa de validacion de los enlaces (7) por analisis de los caminos (30, 31) constituidos por las sucesiones de puntos (5) unidos por dichos enlaces (7), siendo una condicion para que los enlaces (7) sean validados, en un volumen sfsmico, que los caminos esten formando bucles (30).
6. Procedimiento segun la reivindicacion 5, caracterizado porque las etapas de seleccion de los segmentos (10) en la imagen de correlacion (2) y de validacion de los enlaces (7) se repiten de manera iterativa sobre los segmentos restantes (41, 42) en la imagen de correlacion (2), utilizando como restriccion los enlaces validados (40) en la iteraciones precedentes, hasta que no haya mas segmentos explotables.
7. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque comprende una etapa de normalizacion de las edades relativas, fijandose el incremento de edad entre los puntos (5) de edades relativas consecutivas en un valor predefinido.
8. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se elabora un modelo geologico multiescalas fusionando conjuntos de enlaces entre puntos de muestreo, obteniendose dichos conjuntos de enlaces con rejillas de muestreo diferentes.
9. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se aplica a la extraccion directa de las superficies de deposito sobre la base de isovalores.
10. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se aplica a la horizontalizacion de la operacion sfsmica cartografiando sobre una lmea o un plano la senal sfsmica correspondiente a una etapa geologica.
11. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se aplica al analisis de fallas.
12. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se aplica al analisis de canales.
13. Programa de ordenador que utiliza todas las etapas del procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.