NO154560B - F-k filtrering av flere refleksjoner fra en seismisk seksjon. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår geofysisk undersøkelser og nærmere bestemt filtrering av flerrefleks joner fra en seismisk seksjon av den art som angitt i innledningen til krav 1.

En seismisk seksjon er et sett med seismogrammer som viser underjordiske sjikt av en jordseksjon. Før en rekke seismiske sampler kan bli omformet til en seismisk seksjon som kan bli tydet av geofysikeren må seismogrammene bli behandlet for å fjerne støy. En av de mest vanlige forekommende typer av støy oppstår fra multiple refleksjoner av seismisk energi mellom reflekterende sjikt i jorden.

Forskjellige prosesser har blitt tilveiebrakt for under-trykning av flerrefleksjoner. Ved en slik prosess blir fler-seismisk dekning tilveiebrakt og stablet for å undertrykke flerrefleksjonene. Forskjellige navn har blitt gitt til den generelle prosessen for å tilveiebringe multippelseismisk dekning, f.eks. felles dybdepunktteknikk, felles refleksjonspunkttek-nikk, og rulle langs med teknikk. Alle disse teknikkene innbefatter generelle prinsipp ved opptegning av multiple seismiske data fra samme refleksjonspunkt under overflaten ved å anvende forskjellige horisontale avstander mellom en seismisk kilde og en seismisk detektor. Disse teknikkene kan anvendes både ved marin- og landseismisk undersøkelse. En beskrivelse av slike teknikker er gitt av Lorenz Shock i en artikkel med tittelen "Roll-Along and Drop-Along Seismic Techniques", pu-blisert i Geophysics, vol. XXVIII, nr. 5, del II, side 831-841, oktober 1963. Dataen blir korrigert for normal bevegel-se ut og blir så statistisk beregnet og så stablet.

Felles dybdepunkt seismisk teknikk er generelt tillagt for-delen med å produsere bedre seismiske data enn de teknikker som produserer enkeltvis seismisk data. Ved stabling av felles dybdepunkt seismisk data er primærrefleksjonene i ho-vedsak i fase og blir således addert mens forstyrrelser slik som multiple refleksjoner er ut av fase og tenderer til å bli strøket. Multiple refleksjoner blir således undertrykket og primærref leks jonene blir fremhevet.

Seismiske rekker tilveiebrakt ved disse metodene er generelt X-T-rekkene, i hvilke amplituden til de seismiske refleksjonene er opptegnet som en funksjon av opptegningstiden (T) og avstanden (X). Disse rekkene kan bli omformet til f-k rekker som representerer amplituden som en funksjon av frekvens og bølgenummer.

I den norske søknaden nr. 812801 er blitt beskrevet en fremgangsmåte for tilveiebringelse av en forbedret fremvisning av underjordiske lag ved filtrering av f-k omformingen. Filtreringen blir utført på digitaliserte prøver ved vekting av prøvene i lukkede områder av frekvens og bølgetall med en vekt avhengig av signal og støy.

Foreliggende oppfinnelse omhandler en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art, hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av krav 2.

En har funnet at f-k filtreringen kan bli benyttet for å undertrykke flerrefleksjonene med vekting av alle prøvene i f-k rekken med det inverse av f-k omformingen av multiple refleksjoner.

En måte for utførelse av oppfinnelsen er å utføre en normal utflyttingskorreksjon med hensyn til de multiple refleksjonene. Dette innretter de multiple refleksionene i CDP-gruppen.

Ved stabling av CDP-gruppen etter korrigering for normal utflytting blir en vurdering tilveiebrakt på de multiple refleksjonene. Denne vurderingen er i tur og orden tidsfor-skjøvet ved å endre tidene for å frembringe seismogrammene som representerer CDP-gruppen med multiple refleksjoner. Multippelrefleksjon-CDP-gruppen ble omformet til en f-k

rekke og det inverse av denne rekken ble tilveiebrakt. Dette er en rekke med prøver som er invers proporsjonale med amplituden til den multiple refleksjonen som en funksjon av frekvensen og bølgetallet.

Den seismiske seksjonen fra hvilke de multiple refleksjonene skal bli filtrert blir også omformet til en f-k rekke. Denne f-k rekken blir filtrert ved vekting av prøvene i den ved hjelp av korresponderende prøver i den inverse multiple refleksjons f-k rekken. På denne måte blir multiple refleksjoner undertrykket. Når den filtrerte f-k rekken blir omformet til en normal X-T

rekke blir en forbedret fremstilling av jordformasjonen uten multi-

ple refleksjoner tilveiebrakt.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen skal bli beskrevet med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et flytdiagram over filtreringsprosessen; Fig. 2 viser en gruppe med CDP-seismogrammer og f-k om-forming av denne gruppen; Fig. 3 viser CDP-gruppen på fig. 1 etter korreksjon for normal utflytting med klar hastighet for de multiple refleksjonene; Fig. 4 viser vurdering av de multiple refleksjonene tilveiebrakt ved stabling av CDP-gruppen på fig. 3; Fig. 5 viser fremstilling av de multiple refleksjonene som er blitt tilveiebrakt ved suksessive tidsfor-skyvning av vurderingen på fig. 4; Fig. 6 viser et eksempel på gruppen med CDP seismogrammer ; Fig. 7 viser en gruppe med seismogrammer som viser de multiple refleksjonene i gruppen på fig. 6; Fig. 8 viser gruppen på fig. 6 etter de multiple refleksjonene er filtrert ut i samsvar med foreliggende filtreringsprosess; Fig. 9 viser en prøve på feltseksjon som har blitt behandlet og stablet med hjelp av standardprose-dyrer; Fig. 10 viser samme seismogrammene etter f-k multippel-refleksjonsfiltreringen og stablingen ifølge foreliggende filtreringsprosess.

Filtreringsprosessen viser at fig. 1 virker i gruppe med felles dybdepunktseismogrammer 11. Slike CDP-grupper er vist på fig. 2, hvor X-aksen viser avstanden langs en under-søkelseslinje og T-aksen viser tiden etter pulsen til seismisk energi som frembringer seismogrammene. I samsvar med stor CDP-teknikken inneholder seismogrammene i hver:gruppe refleksjoner med seismisk energi fra samme refleksjonspunkt. Refleksjonene fra grensesnittene under jordens overflate forekommer i grupper langs tilnærmet hyperbolske buer slik som 12, 13 og 14 på fig. 2. Tiden for en refleksjon i en hver gruppe gitt av det velkjente uttrykket:

hvor Tq er tiden for refleksjonen ved nullforskyvningssporet, X er den horisontale avstanden mellom kilden og detektoren og V er den akustiske hastighetskarakteristikken for jorden. Multippelrefleksjonslinjer oppover langs forskjellige hyperbolske buer er som kurvene 15, 16 og 17 på fig. 2- En slik seismisk gruppe er frembrakt i feltet og lagret på magnetiske bånd eller i en digetaldatamaskin som en rekke med seismiske prøver som viser amplituden til seismisk refleksjoner som en funksjon av tiden T og avstanden X langs undersøkelses-linjen. Prøvene i en slik rekke er betegnet S(X,T). Furier-transformering som omformer en slik rekke til en rekke med amplituder som en funksjon av frekvens og bølgetall er kjent. En slik f-k rekke er vist på høyre siden av fig. 2. De digetale prøvene er betegnet S(f,k).

Som et første trinn mot tilveiebringelse av seismogrammer som viser kun multiple refleksjoner er CDP-gruppene 11 forbundet for normal utflytting med klar hastighet Vm til multipel-refleksjonene. Dette trinnet blir vist ved 18 på fig. 1.

Det frembringer den seismiske gruppen som er vist på fig. 3. Ved denne gruppen har multippelrefleksjonene blitt innrettet slik at de tilsynekommer på rette linjer 19, 20 og 21. Når en slik gruppe blir stablet blir en vurdering av multippelrefleksjonene tilveiebrakt. Stablingstrinnet er vist ved henvisningstallet 22 på fig. 1.

Den resulterende vurderingen av flerrefleksjonene er vist på fig. 4 hvor det stablede seismogrammet har flerrefleksjonene 23, 24 og 25. Denne vurderingen blir omformet til en CDP-gruppe som viser multippelref leks jonene. Tidsendringen tidsfor-skyvning vist ved 26 på fig. 1 utfører denne operasjonen. Dette er kun en tidsforskyvningsoperasjon som er motsatt av normal utflyttingsoperasjon vist ved 18. Dvs. klar flerhas-tighet er benyttet for å bestemme tidsforskyvningen som skal bli suksessivt tilført vurderingen på fig. 4 for å frembringe gruppefremvisning av flerrefleksjoner på fig. 5. Fig. 5 viser vurderingene 27, 28 og 29, hver med suksessive tidsforskyv-ninger, men naturligvis vil der være flere seismogrammer ved den typisk CDP-gruppen.

Fig. 5 viser også f-k-transformeringene til gruppen som viser multippelrefleksjon. Denne gruppen som representerer multippelrefleksjonene til venstre på fig. 5 er vist ved hjelp av en rekke av digetale prøver som viser amplituden som en funksjon av tid og avstand. De digetale prøvene i en slik rekke er betegnet M(X,T) hvor hver digetalprøve representerer en ampli-tude for en spesiell verdi for X og T. På høyre siden av fig. 5 er vist en rekke digetalprøver for hver frekvens og bølgetallverdi i rekken. De digetale prøvene er betegnet M(f,k) hvor hver digetalprøver representerer amplituden for en spesiell verdi for frekvensen av bølgetallet.

Trinnet for utførelse av f-k-transformeringen på gruppen som representerer multippelref leks jonene er vist med 3 0 og 3 OA på fig. 1. Dette trinnet kan bli utført ved hjelp av mange vanlige Fourier-transformeringer, men Cooley-Tukey-transformeringen beskrevet av Cooley, J.W.; Tukey, J.W., "En algoritme for maskinkalkulering av komplekse Fourier-serier", Mathematical Computation", vol. 19, 1965, side 297-301 er spesielt egnet for denne bruk. Tilpassingen av transformeringen for bruk ved seismiske behandlinger er nærmere beskrevet i ovenfor nevnte norske søknad. Denne søknad beskriver også nærmere transformeringen til en reell del, angitt med 30 og transformeringen til en imaginær del angitt med 30A på fig. 1.

I samsvar med foreliggende oppfinnelse blir den inverse verdien av rekken M(f ,k) , som utgjør multippelrefleksjonen tilveiebrakt for å bestemme vektene til filteret som skal bli anvendt. Dette trinnet med frembringelse av den inverse verdien er angitt med henvisningstallet 31 på fig. 1. En invers operasjon utført på en f-k-rekke blir utført ved hjelp av divisjon. Dvs. vektene W(f,k) til filteret er det inverse av en multippelrefleksjonsseksjon. Sagt på en annen måte:

Ovenfor var RM den reelle delen av vektfunksjonen og ilm utgjør den imaginære delen. I den norske patentsøknaden 812801 blir multippelref leks jonen fjernet med et sperref ilter som opererer kun ved absolutte verdier av transformeringen til den seismiske seksjonen. Filteret til foreliggende prosess opererer på komplekser reelle og imaginære deler til f-k-transformeringen til den seismiske seksjonen. Operasjonen blir forenklet ved multiplisering av både teller og nevner med RM - ilM. Dette frembringer:

Ovenfor nevnte består av to deler. En inneholder koeffisientene for filtrering av den reelle delen av den seismiske seksjonen. Den andre inneholder koeffisientene for filtrering av den imaginære delen til den seismiske seksjonen. De reelle koeffisientene blir tilført filteret 32. De imaginære koeffisientene blir tilført filteret 33.

Den seismiske seksjonen som skal bli filtrert blir omformet til en f-k-rekke ved hjelp av en reell f-k-transformereren 34 og den imaginære f-k-transformereren 35. Disse f-k-transformeringene kan igjen bli utført i samsvar med prosedyren beskrevet i nevnte norske søknad nr. 812801. Den reelle delen av rekken S(f,k) blir tilført filteret 32 og den imaginære delen blir tilført filteret 33. Filtrene 32 og 33 vektberegner hver av prøvene i rekken S(f,k) med en faktor som er invers proporsjonal med amplituden med tilsvarende prøver i f-k-transf ormeringen av multippelref leks jonene. Ved utførelsen av filtreringen i en digetal datamaskin blir den enkleste prosedyren å multiplisere hver filterkoeffisient fra den inverse multippelref leks jons-f-k- rekken med tilsvarende prøver i den seismiske seksjons-f-k-rekken. Digetalfiltre-ringsteknikk er velkjent. Filtreringen har den virkningen at den undertrykker multippelref leks jonene . Filtrerte rekker blir transformert tilbake til normal X-T-rekker ved trinnet betegnet med trinn 34. Dette frembringer en seksjon som har øket fremvisning av jordens formasjoner uten multippelref leksjoner.

Eksempler på operasjonen ifølge foreliggende oppfinnelse er vist på seismogrammene vist på fig. 6-10. Fig. 6 viser feltseismogrammer i ti CDP-grupper. Disse korresponderer med den idealiserte gruppen vist på fig. 2. Etter behand-lingen med trinnene 18, 22 og 26 på fig. 1 har disse seismogrammene formen vist på fig. 7. Fig. 7 viser grupper som viser kun multippelref leks jonene. Disse gruppene blir omformet til en f-k-rekke ved hjelp av trinnene 30 og 30A på fig. 1 og vektkoeffisientene til filteret blir bestemt ved hjelp av den inverse operasjonen vist ved 31 på fig. 1.

Fig. 8 viser seismiske grupper som har blitt transformert til en f-k-rekke, filtrert ved hjelp av trinnene 32 og 33

på fig. 1 og så transformert tilbake til en X-T-rekke. Gode multippelrefleksjonsundertrykkelse- har blitt tilveiebrakt. Fig. 9 og 10 er ytterligere eksempler på effektiviteten ved foreliggende oppfinnelse. Fig. 9 viser en seismisk seksjon som har blitt stablet etter standardbehandling. Merk den sterke inultippelrefleksjonen antydet ved 35, tilnærmet 3,15 sekun-ders opptegningstid. Også der er det skarpe avstandsmar-keringer bevirket av multippelref leksjoner x den delen av opp-tegningen indikert med henvisningstallet 36, tilnærmet 4,4 til 6,0 sekunder av opptegningstiden. Fig. 10 viser samme seismiske seksjonen som har blitt behandlet og stablet ved hjelp av samme prosessen med unntak av at f-k-flerfiltreringen ifølge foreliggende oppfinnelse har blitt anvendt. Det skal her bemerkes at multippelref leksjonen ved 3,15 sekunder har blitt effektivt undertrykket. Også avstandmarkeringen mellom 4,4 og 6,0 sekunder har blitt svært forbedret.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for filtrering av multiple refleksjoner fra seismogrammer som viser jordens formasjoner, innbefattende (a) transformering av første seismogrammer som viser amplituden til seismiske refleksjoner som en funksjon av tiden og avstanden langs en undersøkelseslinje i en f-k-rekke som viser amplituden som en funksjon av frekvens og bølge-tall, (b) filtrering av f-k-rekken, og (c) generering fra den filtrerte rekken en seismisk opptegning som har en klarere fremstilling av formasjonene med undertrykkelse av multippel refleksjonene, karakterisert ved at trinnene (b) og (c) blir bevirket ved:

(1) korrigering av første seismogrammene for normal utflyt-ning med den tilsynelatende hastighet av multippel refleksjonene for innretting av multippel refleksjonene,

(2) stabling av de korrigerte, normalt utflyttede første seismogrammer med innrettede multippel refleksjoner,

(3) invers normal utflytningskorreksjon av de stablede første seismogrammene for å frembringe andre seismogrammer som representerer multippel refleksjonene,

(4) transformering av de andre seismogrammene til en f-k-rekke med reell og imaginære deler,

(5) bestemmelse av inverse av de reelle og imaginære delene til f-k-rekken for de andre seismogrammene,

(6) filtrering av den reelle delen av f-k-rekken til de første seismogrammene ved veiing av alle dens sampler med korresponderende sampler av det inverse av den reelle delen av f-k-rekken til de andre seismogrammene,

(7) filtrering av den imaginære delen av f-k-rekken til de første seismogrammene ved veiiing av alle dens sampler med korresponderende sampler av det inverse av den imaginære delen til f-k-rekken for de andre seismogrammene, og (9) transformering av de filtrerte reelle og imaginære delene av f-k-rekken til de første seismogrammene til tredje seismogrammer som representerer den nødvendige bedrede fremstillingen av formasjonen med undertrykkelse av multippel-refleksjonene som en funksjon av tid og avstand langs undersøkeIseslinjen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinnet med å filtrere den reelle delen av f-k-rekken for de første seismogrammene blir utført ved multiplisering av hver av samplene i rekken med en faktor som er invers proporsjonal med amplituden til korresponderende sampel i f-k-rekken til den reelle delen av seismogrammene, og trinnet med å filtrere den imaginære delen til f-k-rekken for de første seismogrammene blir utført ved å multiplisere hver av samplene i rekken med en faktor som er inverst proporsjonal med amplituden for korresponderende sampel ved f-k-rekken til den imaginære delen for de andre seismogrammene.