FR2791438A1 - Procede de controle de qualite d'une migration de donnees sismiques utilisant la transformee de radon generalisee - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de contrôle de qualité d'une migration de données sismiques utilisant la transformée de Radon généralisée, permettant de passer d'un espace de données sismiques à un espace de l'image migrée, dans lequel on calcule la table des paramètres permettant de connaître pour une onde sismique allant d'un point de l'image à une source ou à un capteur la longueur du trajet, sa durée, et les angles d'incidence de l'onde au départ et à l'arrivée du trajet, et dans lequel l'on établit une correspondance entre au moins une zone d'un premier de ces deux espaces et au moins une zone du second espace, en utilisant cette table de paramètres pour remplir une table de correspondance QCimage.
Description
PROCEDE DE CONTROLE DE QUALITE D'UNE
MIGRATION DE DONNEES SISMIQUES UTILISANT LA TRANSFORMEE
DE RADON GENERALISEE
DESCRIPTION
Domaine technique La présente invention concerne un procédé de contrôle de qualité d'une migration de données sismiques utilisant la transformée de Radon généralisée
(GRT).
Etat de la technique antérieure Il existe de nombreuses techniques utilisées par les géophysiciens pour connaître les couches
géologiques qui constituent le sous-sol.
Une de celles-ci, appelée " sismique de puits ", qui est illustrée sur la figure 1, consiste à émettre des signaux acoustiques à la surface du sol (source S) et à enregistrer les ondes sismiques transmises, après réflexion et/ou réfraction sur les limites entre les différentes couches géologiques, en
utilisant des capteurs Ci disposés dans un puits 10.
Après enregistrement des ondes par les capteurs, celles-ci sont alors filtrées pour déterminer quelles ondes ont été réfléchies par des réflecteurs situés sous les capteurs. La figure 2A représente des signaux enregistrés avant filtrage et la figure 2B les
signaux correspondants après filtrage.
Un procédé de migration appliqué aux signaux filtrés permet alors d'obtenir une image migrée, que l'on peut assimiler à un plan de coupe vertical du sous-sol passant par la(ou les) source(s) et les capteurs dans le puits. Comme illustré sur la figure 3 l'image migrée est constituée par une succession
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d'enregistrements verticaux, appelés " traces sismiques migrées ", constitués de signaux de plus ou moins forte
amplitude, composés d'arches positives et négatives.
Les signaux relatifs à un même réflecteur corrèlent d'une trace à l'autre, faisant apparaître à l'oeil des délinéations qui correspondent aux limites entre les
couches géologiques.
Le document référencé [1] en fin de description
décrit un exemple de procédé de migration qui utilise la transformée de Radon généralisée (GRT). Ce procédé de migration GRT construit l'image migrée point à point. Comme illustré sur la figure 4, chaque point de l'image, Il ou I2, est considéré comme un point de changement de vélocité du milieu, capable de réfléchir l'énergie provenant de la source S. L'énergie diffusée par ce point se propage dans toutes les directions pour être finalement détectée par les capteurs. La durée de parcours de l'onde sismique est calculée en divisant la somme de la distance is de la source à ce point et de la distance lc de ce point au capteur, par la vitesse
de propagation supposée de l'onde dans le sous-sol.
Cette vitesse de propagation est appelée vélocité du milieu. Pour chaque point réflecteur particulier dans l'espace de l'image migrée, on peut obtenir une courbe de temps de trajet, dans l'espace des données, CI1, CI2, en calculant les temps d'arrivée des ondes sismiques en chaque capteur, comme illustré sur la
figure 5.
Inversement à chaque point P de l'espace des données correspond l'amplitude du signal mesurée par un capteur à un instant donné, qui est due à plusieurs ondes, réfléchies par différents points réflecteurs, qui atteignent ce capteur en même temps. Ainsi, tout point de l'image migrée, dont la courbe de temps de
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trajet passe par un point de donnée P, contribue à l'amplitude du signal en ce point. L'ensemble ce ces points réflecteurs constitue une courbe isochrone qui, comme illustré sur la figure 4, forme une ellipse, dont la source S et le capteur C sont les focales, lorsque
la vélocité est constante dans le sous-sol.
En application de la transformée de Radon généralisée, chaque point de l'image migrée est obtenu en additionnant les contributions des données le long de la courbe de temps de trajet correspondante, ces contributions étant pondérées pour tenir compte des phénomènes physiques relatifs à la propagation des ondes, par exemple des pertes d'amplitude proportionnelles à la longueur du trajet. Pour calculer les courbes de trajet par tracé de rayon, on utilise un modèle de vitesse initial qui intègre les connaissances a priori du sous-sol, tel que celui illustré sur la
figure 6.
Dans l'algorithme de migration GRT on a ainsi les étapes suivantes: Pour chaque trace T des données, pour chaque point (x,z) de l'image migrée: on calcule le temps de trajet ts de la source S au point (x,z); - on calcule le temps de trajet tc du capteur C au point (x, z);
- on a alors le temps de trajet source-
capteur: tsc = ts + tc; - on cherche l'échantillon u de la trace T au temps tsc; - on cherche le facteur de pondération w relatif à la source S, au capteur C et au point (x,z); - on calcule la valeur d'une table Image (x,z)
en ce point: Image (x,z) = Image (x,z) + u x w.
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Une variante de cet algorithme GRT consiste, dans une première étape à calculer la table des paramètres temps de trajet t, longueur de trajet 1, orientation du rayon à ses extrémités d et a; et dans une seconde étape, à effectuer le calcul de migration. Ainsi comme illustré sur la figure 7, pour chaque source et pour chaque capteur C, on calcule la durée du temps de trajet t(P,Ixy) pour aller de ladite source ou dudit capteur vers tous les points de l'image migrée Ixy. On calcule par ailleurs la longueur du trajet l(P,Ixy) ainsi que l'orientation du rayon à ses extrémités a(P,Ixy) et d(P, Ixy). Dans la seconde étape la migration utilise la table calculée pendant la
première étape.
Avec par exemple des signaux sismiques filtrés, tels que représentés sur la figure 8, la migration GRT permet d'obtenir une image migrée telle que représentée
sur la figure 9.
L'opérateur, avant d'utiliser les résultats ainsi représentés en figure 9, doit en vérifier le bien
fondé. Un contrôle de qualité est donc nécessaire.
Celui-ci est basé traditionnellement sur des critères plus ou moins subjectifs tels que la correspondance des résultats avec les connaissances a priori du sous-sol, ou la continuité des délinéations représentant les réflecteurs. Il est donc très difficile à effectuer, d'autant plus que les représentations des données avant la migration (voir figure 8), et des données dans
l'image migrée (voir figure 9) sont très différentes.
Une méthode décrite dans le document [2], pour la migration de Kirchhoff, permet d'associer à chaque point de l'image migrée un point dans l'espace des données. Cette méthode, toutefois, ne permet pas d'associer à chaque point de l'image migrée l'ensemble des points contributeurs le long de la courbe de temps
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de trajet. Elle ne permet pas non plus de trouver l'isochrone associée à un point dans l'espace des données. La présente invention a pour objectif de résoudre ces problèmes en proposant un procédé de contrôle de qualité pour une migration GRT de données sismiques, par une identification interactive des événements entre l'image obtenue par migration et les
données sismiques avant la migration.
Exposé de l'invention La présente invention propose un procédé de contrôle de qualité d'une migration de données sismiques utilisant la transformée de Radon généralisée, permettant de passer d'un espace de données sismiques à un espace de l'image migrée, dans lequel on calcule une table de paramètres permettant de connaître pour une onde sismique allant d'un point de l'image à une source ou à un capteur, la longueur du trajet, sa durée et les angles d'incidence de l'onde au départ et à l'arrivée du trajet, caractérisé en ce que l'on établit une correspondance entre au moins une zone d'un premier de ces deux espaces et au moins une zone du second espace, en utilisant cette table des paramètres pour remplir une table de correspondance QCimage. Cette table des paramètres est obtenue habituellement par tracé de rayons, mais elle peut aussi être obtenue par tout autre moyen permettant de connaître, pour une onde sismique allant d'un point de l'image à une source ou à un capteur, la longueur du trajet, sa durée et les angles d'incidence de l'onde au
départ et à l'arrivée du trajet.
Le procédé de l'invention permet, d'une part, de pointer une zone dans l'espace des données sismiques
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et de la projeter dans l'espace de l'image migrée par une migration locale relative à la zone pointée (" projection avant "). Ce procédé permet, d'autre part, de pointer une zone dans l'espace de l'image migrée et de la projeter dans l'espace des données sismiques, par le calcul du champ des données sismiques contribuant à la zone pointée dans l'image migrée
(" projection arrière ").
Dans le premier mode de réalisation (projection avant) le point (x, z) de l'image migrée est mis en correspondance avec la zone correspondante dans l'espace des données si la valeur QCimage (x,z) de la table de correspondance est supérieure à un seuil donné, par exemple zéro. Avantageusement la zone pointée dans l'espace des données est un ensemble d'intervalles Zi, caractérisés chacun par une trace T,
le début td et la fin tf de l'intervalle correspondant.
Pour chaque intervalle Zi et pour chaque point (x,z) de l'image migrée, on réalise les étapes suivantes: - pour le rayon de la source S, relative à cet intervalle Zi, au point (x,z), on lit dans la table des paramètres les paramètres temps de trajet ts, longueur du trajet ls, orientation du rayon à ses extrémités ds et as; - pour le rayon du capteur C, relatif à cet intervalle Zi, au point (x,z), on lit dans la table des paramètres les paramètres temps de trajet tc, longueur du trajet lc, orientation du rayon à ses extrémités dc et ac; - on calcule le temps de trajet source-capteur tsc = tc + ts; - si td < tsc < tf, on calcule le facteur de pondération w(ls, ds, as, lc, dc, ac); - on calcule la valeur QCimage (x,z) = QCimage(x,z)+w
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- on effectue des boucles sur les points et sur les intervalles pour remplir la table QCimage; - on utilise cette table QCimage pour établir
la correspondance entre zones.
Dans le second mode de réalisation (projection arrière) le point correspondant à une trace T au temps de trajet source-capteur tsc des données est mis en correspondance avec la zone correspondante dans l'image migrée si la valeur QCimage (T, tsc) de la table de correspondance est supérieure à un seuil donné, par exemple zéro. Avantageusement la zone pointée dans l'image migrée est un ensemble d'intervalles Zi, caractérisés par la position de la trace xz, le début zd et la fin zf de l'intervalle correspondant. Pour chaque trace T des données d'entrée, pour chaque intervalle Zi, pour chaque point (x,z) de l'intervalle Zi, on a les étapes suivantes: - pour le rayon de la source S, relative à la trace T, au point (x,z), on lit dans la table de paramètres les paramètres temps de trajet ts, longueur de trajet ls, orientation du rayon à ses extrémités ds et as; - pour le rayon du capteur C, relatif à la trace T, au point (x,z), on lit dans la table de paramètres les paramètres temps de trajet tc, longueur de trajet lc, orientation du rayon à ses extrémités dc et ac; - on calcule le temps de trajet source-capteur tsc = tc + ts; - on calcule le facteur de pondération w(ls, ds, as, ls, dc, ac); - on calcule la valeur QCimage(T,tsc) = QCimage(T,tsc)+w
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- on effectue des boucles sur les points, sur les intervalles, et sur les traces pour remplir la
table QCimage;
- on utilise cette table QCimage pour établir la correspondance entre zones. Avantageusement, dans ledit procédé, on affecte un paramètre, dont la valeur est proportionnelle à la valeur de QCimage, aux zones correspondantes dans les deux espaces. Ce paramètre peut, par exemple, être une couleur semi-transparente,
et sa valeur la densité de cette couleur.
Le procédé de l'invention est utilisable en de nombreux domaines, notamment en sismique de puits, et également en sismique de surface " pré-stack ", les traces provenant de diverses sources et capteurs n'étant pas ajoutées les unes aux autres dans ce cas,
ce qui permet d'appliquer le procédé de migration GRT.
Brève description des dessins
- La figure 1 illustre la sismique de puits; - la figure 2A et 2B illustrent les données avant la migration, avant et après filtrage; - la figure 3 illustre l'image migrée; - les figures 4 et 5 illustrent la construction de l'image migrée point par point, et les courbes de temps de trajet correspondantes; - la figure 6 illustre un exemple de modèle de vitesse; - la figure 7 illustre une variante de l'algorithme traditionnel de migration GRT; - la figure 8 illustre un exemple de données sismiques obtenues après filtrage; - la figure 9 illustre une image migrée obtenue par migration GRT, à partir des données de la figure 8;
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- la figure 10 illustre le flot des données dans le procédé de l'invention; - la figure 11 illustre des zones correspondantes dans l'espace des données et l'espace de l'image selon le procédé de l'invention; - les figures 12 et 14 illustrent des organigrammes de fonctionnement du procédé de l'invention respectivement pour une projection avant et pour une projection arrière; - la figure 13 illustre le fonctionnement du
procédé de l'invention pour une projection avant.
Exposé détaillé de modes de réalisation La présente invention concerne un procédé de contrôle de qualité d'une migration GRT de données sismiques, par exemple en sismique de puits, qui permet de passer d'un espace de données sismiques à un espace
de l'image migrée.
Lors de la migration GRT, la table des paramètres obtenus par tracé de rayon est sauvegardée sur fichier. Ces résultats intermédiaires, pour un rayon allant d'un point de l'image à une source ou un capteur, sont la longueur du trajet, sa durée, et les
angles d'incidence au départ et à l'arrivée du trajet.
Cette table peut donc être utilisée dans les étapes du procédé de l'invention. Ainsi, comme illustré sur la figure 10, en sortie des capteurs (acquisition) on obtient les données sismiques brutes qui après filtrage sont soumises au procédé de migration GRT, le procédé de l'invention utilisant les données sismiques
filtrées, l'image migrée et la table des paramètres.
Dans le procédé de l'invention on établit une correspondance entre au moins une zone d'un des deux espaces, espace de données sismiques ou espace de
l'image migrée, et au moins une zone de l'autre espace.
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Comme illustré sur la figure 11, on peut ainsi visualiser des zones correspondantes dans l'espace des données et dans l'espace de l'image migrée, lesdites zones étant pointées interactivement, soit dans l'espace des données, soit dans l'espace de l'image migrée. La projection d'une zone à partir de l'espace des données sur l'espace de l'image migrée est appelée " projection avant ". Inversement, la projection d'une zone à partir de l'image migrée sur l'espace des
données est appelée " projection arrière ".
Dans le premier mode de fonctionnement (projection avant) les différentes étapes du procédé de contrôle de qualité, selon l'invention, sont illustrées
sur l'organigramme de la figure 12.
La zone pointée est tout d'abord décomposée en NZ intervalles Zi caractérisés par une trace T, un début d'intervalle td et une fin d'intervalle tf, comme
illustré sur la figure 13.
Pour chaque intervalle Zi et pour chaque point (x,z) de l'image migrée, on a les étapes suivantes: - lecture des paramètres dans la table des paramètres pour le rayon de la source S, relative à cet intervalle Zi, au point (x,z), à savoir: durée de temps de trajet ts, longueur du trajet is, orientation du rayon à ses extrémités as et ds; - lecture des paramètres dans la table des paramètres pour le rayon du capteur C, relatif à cet intervalle Zi, au point (x,z) à savoir: durée du temps de trajet tc, longueur du trajet lc, orientation du rayon à ses extrémités ac et dc; calcul du temps de trajet source-capteur: ts = tc + ts; - si ce temps tsc est compris à l'intérieur de l'intervalle Zi défini plus haut, c'est-à-dire:
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td < tsc < tf, calcul du facteur de pondération w qui est fonction des paramètres is, ds, as, lc, dc et ac, ainsi que la valeur d'une table Qcimage en ce point QCimage(x,z) = QCimage(x,z) + w; - boucles sur les points et sur les intervalles
pour remplir cette table QCimage.
Cette table QCimage est ensuite utilisée pour pointer l'image migrée. Le point (x,z) de l'image migrée est mis en correspondance avec la zone pointée dans l'espace des données si la valeur QCimage(x,z) est
supérieure à un seuil donné, par exemple 0.
On peut alors affecter aux zones en correspondance un même paramètre dont la valeur est
proportionnelle à la valeur QCimage (x,z).
Dans le second mode de fonctionnement (projection arrière) les différentes étapes du procédé de contrôle de qualité selon l'invention sont
illustrées sur l'organigramme de la figure 14.
La zone pointée dans l'image migrée est tout d'abord décomposée en NZ intervalles Zi caractérisés par une trace (x,z), un début d'intervalle zd et une
fin d'intervalle zf.
Pour chaque trace T des données d'entrée, pour chaque intervalle Zi et pour chaque point (x,z) de l'intervalle Zi de l'image migrée on a les étapes suivantes: - lecture dans la table des paramètre des paramètres pour le rayon de la source S, relative à la trace T, au point (x,z), à savoir: durée de temps de trajet ts, longueur du trajet ls, orientation du rayon à ses extrémités as et ds; - lecture dans la table des paramètres des paramètres pour le rayon du capteur C, relatif à la trace T, au point (x,z) à savoir: durée du temps de
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trajet tc, longueur du trajet lc, orientation du rayon à ses extrémités ac et dc; - calcul du temps de trajet source-capteur: tsc = tc + ts; - calcul du facteur de pondération w qui est fonction des paramètres ls, ds, as, lc, dc et ac, ainsi que la valeur d'une table QCimage en ce point QCimage(T,tsc) = QCimage(T,tsc) + w; - boucles sur les points, sur les intervalles Zi et sur les traces T pour remplir cette table QCimage. La table QCimage est ensuite utilisée pour pointer les données d'entrée. Le point correspondant à la trace T au temps tsc des données est mis en correspondance avec la zone pointée dans l'image migrée si la valeur QCimage( T,tsc) est supérieure à un seuil
donné, par exemple 0.
On peut alors affecter aux zones en correspondances un paramètre dont la valeur est
proportionnelle à la valeur de QCimage(T,tsc).
Dans ses deux modes de réalisation le procédé de l'invention permet ainsi d'identifier les réflecteurs, et vérifier la qualité de la migration et
des données en entrée de la migration.
Dans un mode de réalisation avantageux les zones correspondantes dans l'espace des données et dans l'espace de l'image migrée peuvent être représentées par des taches de couleurs semi- transparentes superposées sur l'image migrée et les données sismiques avant migration. Après le calcul des tables par tracé de rayon et la migration, l'utilisateur effectue un pointé interactif de zones, soit sur les données d'entrée (projection avant), soit sur l'image migrée (projection arrière), la zone pointée étant alors colorée par une couleur définie par l'utilisateur. On
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peut alors, avantageusement, colorer l'image migrée (en projection avant) ou les données (en projection arrière) avec une valeur dont la densité est
proportionnelle à la valeur de QCimage.
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REFERENCES
[1] " The Generalized Radon Transform, A Breakthrough In Seismic Migration " de M Oristaglio, G. Beylkin et D. Miller (Seismics, The Technical Review, Volume 35, numéro 3, 1987, pages 20 à 27) [2] " Automatic Association Of Kinematic Information To Prestack Images " de S. Geoltrain et E. Chovet (61st Annual Internat. Mtg., Soc. Expl. Geophys., Expanded Abstracts, 1991, pages 890-892)
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Claims (11)
1. Procédé de contrôle de qualité d'une migration de données sismiques utilisant la transformée de Radon généralisée, permettant de passer d'un espace de données sismiques à un espace de l'image migrée, dans lequel on calcule la tables de paramètres permettant de connaître pour une onde sismique allant d'un point de l'image à une source ou à un capteur, la longueur du trajet, sa durée et les angles d'incidence de l'onde au départ et à l'arrivée du trajet, caractérisé en ce que l'on établit une correspondance entre au moins une zone d'un premier de ces deux espaces et au moins une zone du second espace, en utilisant cette table des paramètres pour remplir une
table de correspondance QCimage.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on pointe une zone dans l'espace des données sismiques et on la projette dans l'espace de l'image migrée par une migration locale relative à la zone pointée.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le point (x,z) de l'image migrée est mis en correspondance avec la zone correspondante dans l'espace des données si la valeur QCimage(x,z) de la table de correspondance est supérieure à un seuil donné.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la zone pointée dans l'espace des données est un ensemble d'intervalles (Zi) caractérisés chacun par une trace (T), le début td et la fin tf de l'intervalle correspondant, et dans lequel pour chaque intervalle (Zi) et pour chaque point (x,z) de l'image migrée, on réalise les étapes suivantes:
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- pour le rayon de la source (S) relative à cet intervalle (Zi), au point (x,z), on lit, dans la table des paramètres, les paramètres temps de trajet ts, longueur du trajet is, orientation du rayon à ses extrémités ds et as; - pour le rayon du capteur (C) relatif à cet intervalle (Zi), au point (x,z), on lit, dans la table des paramètres, les paramètres temps de trajet tc, longueur du trajet lc, orientation du rayon à ses extrémités dc et ac;
- on calcule le temps de trajet source-
capteur tsc = tc + ts; - si td < tsc < tf, on calcule le facteur de pondération w(Is,ds,as, lc,dc,ac); - on calcule la valeur QCimage (x,z) = QCimage(x,z)+w; - on effectue des boucles sur les points et sur les intervalles pour remplir la table de correspondance QCimage; - on utilise cette table QCimage pour établir
la correspondance entre zones.
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on pointe une zone dans l'espace image migrée et on la projette dans l'espace de données sismiques, par le calcul du champ des données sismiques contribuant à
la zone pointée dans l'image migrée.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le point correspondant à une trace (T) au temps de trajet source-capteur (tsc) des données est mis en correspondance avec la zone correspondante dans l'image migrée si la valeur QCimage(T,tsc) de la table de
correspondance est supérieure à un seuil donné.
7. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la zone pointée dans l'image migrée est un ensemble d'intervalles (Zi) caractérisés par la
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position de la trace (xz), le début zd de l'intervalle et la fin zf de l'intervalle correspondant, et dans lequel pour chaque trace (T) des données d'entrée, pour chaque zone (Zi), pour chaque point (x,z) de l'intervalle (Zi), on a les étapes suivantes: - pour le rayon de la source (S) relative à la trace (T), au point (x,z), on lit, dans la table des paramètres, les paramètres temps de trajet ts, longueur de trajet Is, orientation du rayon à ses extrémités ds et as; - pour le rayon du capteur (C) relatif à la trace (T), au point (x,z), on lit, dans la table des paramètres, les paramètres temps de trajet tc, longueur de trajet lc, orientation du rayon à ses extrémités dc et ac;
- on calcule le temps de trajet source-
capteur tsc = tc + ts; - on calcule le facteur de pondération w(ls,ds,as,ls,dc,ac); - on calcule la valeur QCimage(T,tsc) = QCimage(T,tsc)+w; - on effectue des boucles sur les points, sur les intervalles et sur les traces pour remplir la table
de correspondance QCimage.
- on utilise cette table pour établir la
correspondance entre zones.
8. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 4 ou 7 dans lequel on affecte un
paramètre, dont la valeur est proportionnelle à la valeur de QCimage, aux zones correspondantes dans les
deux espaces.
9. Procédé selon la revendication 8, dans
lequel ledit paramètre est une couleur semi-
transparente et sa valeur la densité de cette couleur.
SP 16505 DB
10. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans le
domaine de la sismique de puits.
11. Utilisation du procédé selon l'une
quelconque des revendications 1 à 9 dans le domaine de la sismique de surface " pré-stack ".
SP 16505 DB
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