NO318867B1 - Fremgangsmate til behandling av seismiske data for a tilveiebringe en gangstidskurve - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for behandling av seismiske data.

Seismiske data er samlet inn ved hjelp av en gruppe seismiske kilder og seismiske mottakere. Dataene kan samles på land ved hjelp av f.eks.

eksplosive ladninger som kilder og geofoner som mottakere, eller på sjøen ved hjelp av f.eks. luftkanoner som kilder og hydrofoner som mottakere.

Etter at de seismiske rådata er innhentet prosesseres de reflekterte signaler (kjent som traser) mottatt ved hver av mottakerne og som er resultat av utløsning av en seismisk energikilde for å tilveiebringe et undervannsbilde. Prosesseringen omfatter trinnet å omdanne (eller "migrere") signalene til

deres aktuelle havbunnsbeliggenhet. Trasene er da rettet for å ta i. betraktning avstanden, kjent som forskyvning mellom kilden og mottakeren.

Figur 1 i de vedlagte tegninger viser en idealisert kilde- og mottager-

anordning anordnet langs en linje. Første, andre og tredje kilder 2, 4 og 6 samvirker respektivt med første, andre og tredje mottagere 8, 10 og 12.

Kildene og mottakerne er anordnet rundt et felles midtpunkt 15. For enkelthetens skyld, vil laget eller bergartene 20 under kildene og mottakerne antas å være isotrppisk og å omfatte første og andre horisontale delreflektorer 22 og 24 respektivt. Seismisk energi tilveiebrakt ved utløsning av den første kilde 2 reflekteres fra delreflektorene 22 og 24 og mottas ved hver mottaker 8, 10 og 12. Imidlertid og for enkelthets skyld vil bare energien reflektert fra under det felles midtpunkt 15 betraktes heri. Således, betrakter vi i dette eksempel bare energien mottatt ved den første mottager 8 som resultat av utløsning av den første kilde 2, energien mottatt ved den andre mottager 10

som resultat av utløsning av den andre kilde 4, og energi mottatt ved den tredje mottager 12 som resultat av utløsning av den tredje kilde 6. "Toveis-gangtiden for energien fra en kilde til den respektive mottaker øker med avstanden mellom kilden og mottakeren. Toveisgangtiden er også en funksjon av dybden til reflektorene 22 og 24. Figur 2 i de vedlagte tegninger illustrerer gangtiden for situasjonen vist i figur 1 når forskyvningen øker. Forskyvnings-aksen i figuren 2 er kalt 1, 2 og 3 for å referere til gangtiden mellom den første kilde og den første mottaker, den andre kilde og den andre mottaker, og den tredje kilde og den tredje mottaker respektert. Toveis-gangtiden i forhold til forskyvningen for hver av reflektorene definerer en kurve og i den enkleste situasjonen kan kurven defineres nøyaktig ved:

hvor

t er toveisgangtid, forskyvning er avstanden mellom kilden og mottakeren og hastighet er

forplantningshastighet til de seismiske signaler i berget.

Under prosesseringen av de seismiske undersøkelsesdata, er trasene til de respektive felles midtpunktene slik at geologien under kilde- og mottaker-linjen kan testes i et flertall stillinger. En hastighetsanalyse utføres deretter for hvert felles midtpunkt, og egentlig for hver reflektor 22 og 24. Dette utføres ved å spesifisere et verdiområde av hyperbel som definert i den ovennevnte ligning og som er tilknyttet et verdiområde for hastigheter og å beregne gjennomsnittsrelfeksjonsamplityde langs alle de spesifiserte hyperbler innenfor nevnte område. De seismiske traser for et flertall forskyvning er deretter omdannet, ifølge hyperblen, til tilsvarende traser med nullforskyvning og trasene adderes. De gjennomsnittsamplityder ved nullforskyvning er deretter undersøkt for å fastslå hvilken hyperbel som gir det beste resultat.

Når en egnet hyperbel er valgt, er alle de seismiske data vedrørende det felles midtpunkt fra hvilket hyperbelen er fastsatt rettet for normal beveget og stablet for å tilveiebringe en stablet trase for det bestemte midtpunkt. Den stablede trase har et forbedret signal-støyforhold sammenlignet med trasene registrert ved mottakerne.

Selv om denne metode er kraftig og er anvendt ved prosessering av seismiske data, er den ikke problemfri. Lagene eller bergartene under mottaker- og kildegruppen er ikke isotropiske. Lydhastigheten i jorden vil øke med dybden siden bergartslagene blir mere kompakte. Dessuten kan det være flertall bertartlag og de kan ha forskjellig forplantningshastighet. Således vil den aktuelle toveis-gangtid avvike fra hyperbel forutsetningen.

US patent 3 651 451 beskriver en teknikk for utførelse av hastighetsanalyse som er generelt tilsvarende metoden beskrevet over. Metoden i US patent 3 651 451 igjen antar at jorden er isotropisk, og at ganghastigheten for seismisk energi er konstant. Hastighetsanalysen er igjen utført langs hyperboliske forskyvningskurver som de vist i figur 2.

US patent 5 050 131 beskriver en modell hvor jorden er modellert som N-lag. Modellen forsøker å ta inn den non-isotropiske naturen til jorden ved å anta at jorden har N lag, med seismisk energi med forskjellige hastigheter i hvert lag. Ganghastigheten for seismisk energi i hvert lag er tilpasset empiriske data for å gi de beste resultatene. Imidlertid antar modellen at hvert lag er isotropisk og at ganghastigheten for seismisk energi i hvert lag er konstant.

Nøyaktigheten til den seismiske dataprosessering kan forbedres hvis de aktuelle toveis-gangtider anvendes i stedet for til de som er tilpasset en hyperbel kurve.

I følge den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for å prosessere seismiske datatraser tildelt til et felles refleksjonspunkt, omfattende å analysere de seismiske datatraser for å fastsette lignende trekk deri i forhold til refleksjon av seismisk energi fra en første reflektor, og å ordne de trekk med hensyn på i det minste forskyvningen for å identifisere en forplantningstidsoverflate for den seismiske energien reflektert fra den første reflektor.

Det er således mulig å definere den aktuelle gangtid sammenlignet med forskyvningsoverflaten (når gangtiden er kartlagt i forhold til forskyvning og i det minste en annen variabel, for eksempel beliggenhet) eller kurven (når kartleggingen utføres i forhold til forskyvning) og derved å innhente bedre opplysninger med hensyn på gang-hastigheten til seismiske signaler inne i - geologien under en seismisk gruppe.

Oppfinnelsen kan anvendes på traser som er innsamlet med anvendelse av en seismisk gruppe tilpasset for tredimensjonal seismisk undersøkelse og trasene samlet inn derved er sortert i en gruppe celler (eller kasser) for analysen. En mere detaljert beskrivelse av kassesorterings-prosessen kan finnes i GB 2 247 751.

Trasene er fortrinnsvis analysert for å fastsette gangtid som en funksjon av stillingen til,det felles refleksjonspunktet for seismisk energi reflektert fra den første reflektoren.

De seismiske trasene er fortrinnsvis omdannet til en ekvivalent nullforskyvningstrase og de ekvivalente null-forskyvningstraser er addert for å danne en sammensatt trase.

Tilsvarende deler av traser er fortrinnsvis identifisert ved å søke etter trekk som varierer på en hovedsakelig kontinuerlig måte i forhold til endringer i forskyvning eller stilling for det felles refleksjonspunktet.

Fremgangsmåten omfatter fortrinnsvis trinnet å tilpasse en matematisk definert gangtidsflate som en funksjon av i det minste forskyvning til gangtidsflaten for de tilsvarende trekk identifiert i analysetrinnet.

Fremgangsmåten omfatter fortrinnsvis trinnet å tilpasse en matematisk definert gangtidskurve som en funksjon av forskyvning til gangtidsflaten for de tilsvarende trekk definert i analysetrinnet.

De seismiske trasene er fortrinnsvis analysert for å fastsette trekk deri som vedrører refleksjon fra i det minste en andre reflektor, og for å identifisere en gangtidsflate for refleksjoner fra den i det minste andre reflektor. De tilsvarende trekk identifisert i analysetrinnet er fortrinnsvis addert.

Et estimat av de geologiske egenskapene til et overvåket område er fortrinnsvis anvendt som et første estimat for et søk etter trekk i datatrasene vedrørende en seismisk refleksjon. Estimatet for geologiske egenskaper kan anvendes for å styre søketrekk i datatrasene.

En hastighetsmodell er fortrinnsvis anvendt for å fastsette bidraget til de seismiske trasene til det felles refleksjonpunktet.

Det felles refleksjonspunktet kan være et felles midtpunkt.

Den foreliggende oppfinnelse vil beskrives ytterligere ved hjelp av et eksempel og med henvisning til de vedlagte tegninger, der: Figur 1 er et skjema av seismisk signalbaner til eller fra et felles midtpunkt i en todimensjonal seismisk undersøkelse; Figur 2 viser endringen i toveis-gangtiden i forhold til forskyvningen for seismiske refleksjoner for.anordningen vist i figur 1; Figur 3 viser et firedimensjonsrom for analyse av seismiske målinger; Figur 4 er et skjema av en seismisk refleksjons-gangtidskurve som viser endringer i gangtiden i forhold til forskyvning ved et felles midtpunktssamling; og Figur 5 er et kart som viser endringen i gangtiden i forhold til forskyvningen og forskyvningen langs en dimensjon.

Den foreliggende oppfinnelse erstatter den kjente stablehastighets-analysetrinn og hyperbel stabletrinn med et gangtid-innhentingstrinn og et adderingstrinn langs de innhentede tidskurver eller overflater. Gangtids-innhentningen utføres, kontinuerlig langs innhentningslinjer. Gangtidskurvene kan ha en hvilken som helst form og har ingen hyperbel begrensninger. Adderingen kan utføres langs de generelle gangtidskurver (eller overflater) og gjennomsnittsamplitydene, eller hvilke som helst andre amplitydertilnærminger, føres inn ved beliggenheten der gangtidskurvene krysser nullforskyvningsaksen.

Alle de tilgjengelige seismiske data for et felles midtpunkt kan anvendes for å utvikle den aktuelle gangtidskurve. Trasene undersøkes ved en datamaskin for å fastsette deler derav som vedrører den samme refleksjon. Datamaskinen kjører et program som utnytter kontinuiteten til refleksjons-amplitydene i gangtid og forskyvning og om ønskelig i forskyvning (langs den seismiske linje). En valgt stakk av gangtidskurver som vedrører forskjellige gangtidsdybder anvendes for å interpolere gang-tider for beregning av gjennomsnittsamplityder som føres inn i den null-forskyvnings beliggenhet. Interpoleringen tillater at prosesseringstrinnet tar i betraktning det faktum at forskyvningene ikke er anordnet i en regelmessig gruppe (det vil si at alle forskyvningene vil ikke nødvendigvis være et eksakt helmultiplum av en enhetsforskyvning). Prosesseringen innebærer ikke den konvensjonelle normale utflyttings-prosesseringen og derved unngår forvrengningen innført i trasene ved en slik metode og som konsekvens skjer frekvenser med høyere forskyvning opprettholdes. Interpoleringen kan også utføres i tidsdomene med under-sample nøyaktighet. Dette er en fordel ved innhenting av opplysninger fra traser med store forskyvninger fordi det hjelper å overvinne datakompresjonen som oppstår ved økende forskyvning.

De seismiske målinger kan analyseres i et firedimensjonsrom, som vist i figur 3. Dimensjonene til dette rom er X og Y romkoordinater i innhentnings-linjen, en forskyvningskoordinat o og en gangtidskoordinat t. De seismiske data kan omdannes mellom den 4 dimensjons nullforskyvnings-kube (hoved-prosjiseringskube) og én eller flere delprosjiseringskuber med ikke-null forskyvning. Således er gjennomsnittsamplitydeverdi over alle forskyvninger langs en forhåndsbestemt kurve i delprojiseringskuben ført inn i en respektiv beliggenhet der denne kube krysser null-forskyvningsplanene tminog tilsvarende de respektive X og Y rombeliggenhet langs innhentnings-linjen i hoved-prosjiseringkuben. Det nye tverrsnitt bestående av gjennom-snittsamplitydverdier og tmjngenereres i hovedprosjiseringskuben langs X og Y koordinatene i innhentningslinjen. Mer enn en delprosjiseringskube kan anvendes, som vist i figur 3. Dette representerer en situasjon hvor mer enn en bølgemodus måles, og vil beskrives senere.

Den foreliggende oppfinnelse innhenter de nøyaktige gangtider eksplisitt fra dataene i offsetkuben langs innhentningslinjen og deretter adderer langs forplantningslinjekurvene for å beregne gjennomsnitts-amplityde ved nullforskyvningsbeliggenheten. Dette tilveiebringer forbedret kvalitet på nullforskyvningsresultatene.'

Mellom de innhentede bølgefronter (valgt av brukeren) kan ny bølgefronter interpoleres. Den maksimale tetthet til de interpolerte bølgefronter fastsettes ved samplingshastigheten i null-forskyvningstverrsnittet. Beliggenheten til den interpolerte bølgefront fastsettes ved de nærliggende innhentede bølge-fronter. De interpolerte bølgefronter sammen med de tilknyttede amplityde-verdier beregnes for ikke-null forskyvning. Dette gir forbedret kvalitet i den . nullforskyvningstransformasjon.

Figur 4 viser en serie traser med fellesmidtpunkt ordnet med hensyn på avtagende forskyvning. Et gitt trekk i en hvilket som helst trase, slik som refleksjon 30 i trasen 80 langs forskyvningsaksen har et motparti i de nærliggende traser 79 og 81. Datamaskinen er innrettet for å plassere et gitt trekk og finne motpartier og å innhente banen til dette trekk i forplantningstid i forhold til endringer i forskyvning.

I generelle ord, er datamaskinen innrettet for å starte analysen fra ett eller flere såpunkter. Såpunktet er en brukerdefmert begivenhet på en oppsporbar bane eller flate med begivenheter. Dette betyr ikke nødvendigvis at såpunktene er manuelt innført i datamaskinen. Faktisk så kan det eller hvert såpunkt være en forhåndsbestemt begivenhet som datamaskinen er instruert for å søke på (slik som det første seismiske signal som oppsår innenfor en gitt forplantningstidsområde for en forhåndsbestemt forskyvning). Datamaskinen undersøker data som foreligger innenfor et område i nærheten ("nabolag") til det eller til hvert såpunkt for å lokalisere et tilsvarende seismisk signal. Et "nabolag" er et område i et datarom (det vil si X Y koordinater, gang-tid, forskyvning). Det tilsvarende seismiske signal kan identifiseres ved slike sammenligningsmetoder som toppverdi-identifisering eller krysskorrelasjon. Når en naboliggende begivenhet er identifisert, anvendes denne som såpunkt for ytterligere analyse av data. Ved gjentakelse av den ovennevnte sekvens, kan forekomsten av en seismisk refleksjon spores gjennom et flerdimensjons-datarom.

Undersøkelsen skal ikke nødvendigvis utføres uten referanser til andre styringsdata. For eksempel hvis en tidligere seismisk analyse av geometrien er tilgjengelig eller en forhåndslaget overflatemodell (hastighetsfordeling som funksjon av dybde) er tilgjengelig, kan disse dataene anvendes for å generere forplantningstidsdata som kan anvendes som startpunkter for analysen av de innhentede data eller som kan anvendes for å styre den senere analyse av data.

Spesielt, når undervannsflatene ikke er lagdelte og en forhåndsbestemt hastighetsmodell av undervannsflatene er tilstede, er det mulig å fastsette en kombinasjon av kilde- og mottakerbeliggenheter som bidrar til et felles refleksjonspunkt i nullforskyvnings planet. En slik metode er kalt banestakking og kan utføres for eksempel ved strålesporing.

En slik stakking kan utføres for alle kilde- og mottakerbeliggenheter rundt nullforskyvningsaksen.

I tilfellet der substratet er lagdelt, tilsvarer stakkingsbanene et sett parallelle rette linjer (ikke vist) over forskyvningsområdet i forskyvningskuben (figur 3), og det felles refleksjonspunkt er derfor det samme som det felles midtpunkt.

Stakkingsbanene kan også fastsettes ved hjelp av hastighetsmodellen når kilde- og mottakerbeliggenhetene avviker fra et felles horisontalt plan (datum) ved å definere kilde- og mottakerbeliggenheter i forhold til et tilsvarende felles refleksjonspunkt. Imidlertid vil ikke det felles midtpunkt være det samme som det felles refleksjonspunkt, selv om undervannsflatene er lagdelt.

E

Anvendelse av en hastighetsmodell er spesielt anvendelig når elastiske bølger generert ved en seismisk kilde omdannes til en annen modus av bølgeforplantning, som for eksempel, konvertering ved det reflekterende grensesnitt av en kompresjonsbølge (trykkmodus) til en skjærebølge (skjæremodus). I et slikt tilfelle vil ikke det felles refleksjonspunkt være det samme som det felles midtpunkt, selv om undervannsflatene er lagdelte.

Forplantningstidene er innhentet fra disse traser og en kurve 32 er tilpasset til signalene som representerer den dypeste refleksjon. Kurven 32 vil nøyaktig være tilpasset endringen i forplantningstiden i forhold til forskyvning, som i seg selv er en dårlig tilnærming til en hyperbel funksjon.

Innhentingen av forplantningstidskurvene kan gjentas langs innhentnings-linjen for å fastsette en forplantningstidsoverflate som vist i figur 5, De sorte linjer i figur 5 kartlegger konturene innenfor forplantningtidsoverflaten.

Det er således mulig å måle endringer i forplantningstid med en økende forskyvning og å anvende disse målinger i en adderingsprosess for å tilveiebringe en forbedret stabletrase ved hvert felles midtpunkts beliggenhet.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for å prosessere seismiske datatraser tildelt et felles refleksjonspunkt, karakterisert vedat den omfatter å analysere de seismiske datatraser for å fastsette lignende trekk deri som vedrører refleksjon av seismisk energi fra en første reflektor, og å ordne disse trekk med hensyn på i det minste forskyvning for å identifisere en gangtidsoverflate for den seismiske energi som reflekteres fra den første reflektor.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat trasene analyseres for å fastsette gangtid som funksjon av beliggenheten til det felles refleksjonspunkt for seismisk energi reflektert fra den første reflektor.

3. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat de seismiske traser omdannes til en ekvivalent nullforskyvningstrase og de ekvivalente nullforskyvningstraser adderes for å danne en sammensatt trase.

4. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved. at tilsvarende deler av traser identifiseres ved å søke etter trekk som varierer på hovedsakelig kontinuerlig måte i forhold til endringer i forskyvning eller beliggenhet av det felles refleksjonspunkt.

5. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat den ytterligere omfatter trinnet å tilpasse en matematisk definert gangtidsoverflate som funksjon av i det minste forskyvning til gangtidsoverflaten for de tilsvarende trekk i trasene identifisert i analysetrinnet.

6/ Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av krav 1-4,karakterisert vedat den ytterligere omfatter trinnet å tilpasse en matematisk definert gangtidskurve som funksjon av forskyvning til gangtidskurven for de tilsvarende trekk i trasene definert i analysetrinnet.

7. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat de seismiske traser analyseres for å fastsette et trekk deri vedrørende refleksjon fra i det minste en annen reflektor og å identifisere en gangtidsoverflate for refleksjoner fra den i det minste annen reflektor.

8. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat de tilsvarende trekk identifisert i analysetrinnet er addert.

9. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat et estimat av de geologiske egenskaper til et undersøkt område anvendes som et utgangspunkt estimat i en undersøkelse for trekk i datatrasene vedrørende en seismisk refleksjon.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert vedat estimatet til de geologiske egenskaper anvendes for å styre søket etter trekk i datatrasene.

11. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat en hastighetsmodell anvendes for å fastsette bidraget fra de seismiske traser til det felles refleksjonspunkt.

12. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat det felles refleksjonspunkt er et felles midtpunkt.