NO340483B1 - Fremgangsmåte for prosessering og sammenligning av minst to sett seismikkdata - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører innsamling og behandling av seismiske data. Mer spesielt angår oppfinnelsen den såkalte "gruppeinndelingen" i forbindelse med firedimensjonal seismikk.

Det konvensjonelle startpunktet i seismiske undersøkelser er å plassere flere seismiske kilder og mottakere på bakken og i en avstand fra hverandre. Seismiske kilder blir aktivert for å generere seismiske bølger som forplanter seg i undergrunnen. Disse seismiske bølgene blir påvirket av avvik under sin forplantning. De blir refraktert, reflektert og diffraktert ved undergrunnsgrenseflater. Noen bølger som har forplantet seg i undergrunnen, blir detektert av seismiske mottakere og blir registrert tidsmessig i form av signaler (kalt traser).

De registrerte signalene kan behandles for å oppnå et bilde av undergrunnens geologiske strukturer.

Ved forstakket avbilding blir seismiske traser forbundet med et unikt kilde/mottaker-par behandlet individuelt. Ved etterstakket avbildning blir imidlertid traser som er matet ut fra flere kilde/mottaker-par kombinert ved stakking før de blir behandlet. Den etterstakkede avbildningsteknikken øker signal/støy-forholdet for seismiske data og reduserer antallet seismiske traser som må behandles. Seismiske data er sammensatt av flere traser, der hver trase er det punkt på bakkens overflate som befinner seg halvveis mellom kilden og mottakeren som genererte trasen. Traser blir gruppert i felles midtpunktsamlere og blir så migrert i henhold til en normal migrasjonsoperasjon (NMO) eller dyp migrasjonsoperasjon (DMO).

På grunn av hindringer eller en uregelmessig topografi eller kunstig ekko (i hvilket tilfelle en innsamling ved marin seismikk) er det praktisk talt umulig å registrere grupper av traser med nøyaktig samme midtpunkter.

Bakkeoverflaten blir inndelt i kvadratiske eller rektangulære enhetsceller kalt "binger" som danner et todimensjonalt gitter for å avbilde disse variasjonene av midtpunktene. Dimensjoner på binger blir bestemt av det geometriske arrangementet av kildene og mottakerne. De er avhengige av avstander mellom to påfølgende kilder og to påfølgende mottakere. Når avstanden mellom kildene og mottakerne øker, vil dimensjonene til bingene også bli større. Størrelsen av binger må være tilpasset rommessige samplingsbegrensninger for innsamlingen.

Midtpunktet for hvert kilde/mottaker-par blir tilordnet den bingen som midtpunktet tilhører. Antallet kilde/mottaker-par forbundet med hver binge definerer folden. Uregelmessig-heter i innsamlingsgeometrien innebærer at folden ikke alltid er uniform over alle bingene. Denne ikke-uniformiteten kan generere problemer under databehandling. Dette er hvorfor det er normalt å velge en enkelt trase per binge og per offset-klasse under et "bingeinndelingstrinn".

Formålet med tidsforløpsseismikk eller firedimensjonal seismikk er å observere variasjonen av geologiske strukturer i undergrunnen, slik som reservoarer, i løpet av en gitt tidsperiode. Tidsforløpsseismikk er basert på flere seismiske undersøkelser (minst to) av den samme geologiske strukturen utført ved forskjellige tidspunkter.

Den innledende undersøkelsen blir kalt basisunder-søkelsen, og etterfølgende undersøkelser blir kalt over-våkningsundersøkelser. Disse forskjellige undersøkelsene blir brukt til å frembringe flere tredimensjonale seismiske datasett, der hvert seismisk datasett er innsamlet ved et gitt øyeblikk. Forskjellene mellom to datasett gjør det mulig å måle endringen i egenskapene til den undersøkte geologiske strukturen.

En bekymring ved tidsforløpsseismikk er imidlertid målingsrepeterbarhet. Basisundersøkelsene og overvåknings-undersøkelsene blir vanligvis ikke fremskaffet med den samme geometriske konfigurasjonen av kilder og mottakere. Målingene blir videre påvirket av forstyrrelser slik som kunstige ekko. Disse forstyrrelsene genererer uønskede forskjeller i amplituden og kronologien til seismiske reflektorer som er funnet i tredimensjonale datasett og modifiserer resultatet av firedimensjonale målinger.

Repeterbarhet mellom undersøkelser kan forbedres i bingeinndelingstrinnet ved å velge traser i henhold til utvalgs/forkastelses-kriterier. Trasevalget kan gjøres i hvert datasett uavhengig eller ved å ta hensyn til flere datasett.

Patentdokumentet US5132938A omhandler en fremgangsmåte for å justere seismiske data for å knytte de til andre data, omfattende å beregne minst et attributt som er karakteristisk for en likhet mellom en første trase i et første datasett og en annen trase i et annet datasett.

X-P. Li m.fl. ("Azimuth preserved trace binning of 4D seismic data for improved repeatibility", EAGE 65. Conference and Exhibition, Stavanger, Norge, 2.-5.juni, 2003) beskriver en prosess for å velge traser i henhold til valgte kriterier under bingeinndelingstrinnet for to datasett. I et første datasett blir traser valgt som en funksjon av avstanden mellom det midtpunktet som er tilknyttet den trasen som betraktes og sentrum i den nærmeste bingen. I det andre datasettet blir så traser valgt som en funksjon av asimut ved hvilken disse trasene ble innsamlet sammenlignet med innsamlingsasimut for traser i det første datasettet. For to identiske binger i de første og andre datasettene vil med andre ord den trasen bli valgt i det andre datasettet som er den trasen for hvilken asimutverdien best svarer til asimutverdien som er tilknyttet bingen for det første datasettet.

Prosessen gir et middel til å velge traser i datasettene som en funksjon av navigasjonskriterier, med andre ord kriterier referert til som geometrien til innsamlingen. To traser blir valgt når de geometriske betingelsene under hvilke de er innsamlet, er like.

En ulempe ved denne type prosess er at den ikke tar hensyn til kvaliteten av de valgte trasene. Disse prosessene resulterer følgelig ikke i optimal repeterbarhet mellom undersøkelser.

Problemer som løses ved hjelp av oppfinnelsen er å forbedre repeterbarheten mellom undersøkelser.

Det problemet blir løst i forbindelse med oppfinnelsen ved hjelp av en fremgangsmåte for behandling av minst to seismiske datasett, hvor hvert datasett omfatter flere seismiske traser gruppert ved hjelp av binger og ved hjelp av offset-klasser, idet fremgangsmåten innbefatter følgende trinn: - å beregne minst en egenskap som er karakteristisk for en likhet mellom en første trase fra et første datasett og en annen trase fra et annet datasett, - å velge eller ikke velge de første og de andre trasene i henhold til et valgkriterium anvendt på den beregnede egenskapen.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen tilveiebringer et middel til å velge traser avhengig av deres likhet og ikke bare avhengig av de geometriske forholdene ved deres innsamling.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er dermed basert på en kvalitativ sammenligning mellom traser. Resultatet er at denne prosessen tilveiebringer behandlede sett med data som passer bedre med hverandre enn datasett som er fremskaffet ved hjelp av bingeinndelingsmetoder i henhold til kjent teknikk.

Karakteristiske egenskaper eller attributter for en likhet mellom de første og andre trasene kan f.eks. være krysskorrelasjonsproduktet til de første og andre trasene, forutsigbarheten mellom de første og andre trasene eller den normaliserte rotmiddelkvadrat-amplituden (RMS-amplituden) til de første og andre trasene.

For å velge traser kan disse attributtene sammenlignes med en terskel eller en maksimal attributtverdi kan bestemmes.

I en fordelaktig utførelses form av oppfinnelsen blir flere attributter for en gitt første trase for det første datasettet beregnet som svarer til flere andre traser, hvor de andre trasene blir tatt fra innsiden av et søkeområde i det andre datasettet.

Søkeområdet strekker seg mer nøyaktig ikke bare til flere binger (som er ekvivalent med å operere med en elastisk bingeinndeling), men også flere offset-klasser.

Første traser som befinner seg i det første datasettet, blir sammenlignet ikke bare med traser i det andre datasettet som har samme offset-klasse, men også med traser i offset-naboklasser. Denne karakteristikken tilveiebringer et middel til å utvide sammenligningsområdet mellom traser utledet fra to datasett sammenlignet med fremgangsmåter i henhold til kjent teknikk. Oppfinnelsen kan derfor gi måleresultater som er mer nøyaktige og mer relevante enn hva som kan oppnås med teknikkens stand.

Andre karakteristikker og fordeler vil fremgå tydelig av den følgende beskrivelse som bør leses under henvisning til de vedføyde tegningene, hvor: Fig. 1 skjematisk viser to sett med data som skal behandles

i henhold til en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, fig. 2 skjematisk viser hovedtrinnene i en behandlings-fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen,

fig. 3 skjematisk viser trinn i trasevalgtrinnet,

fig. 4 skjematisk viser de andre trasene som blir brukt i det andre datasettet sammenlignet med en første trase i det første datasettet,

fig. 5 viser et eksempel i nærheten som utgjør et søkeområde hvor de andre trasene er tatt hensyn til.

I den følgende beskrivelse refererer uttrykket "offset" til avstanden mellom en seismisk kilde som utsender en seismisk bølge og en mottaker som detekterer den seismiske bølgen som er utsendt fra kilden. Hver trase som er registrert av en mottaker, er tilordnet en gitt offset. Uttrykket "offset-klasse" refererer til et område med offset-verdier.

Uttrykket "binge" refererer til en enhetscelle svarende til en del av bakkeoverflaten som er dekket av arrangementet av kilder og mottakere.

Som vist på fig. 1 blir fremgangsmåten for behandling av seismiske data anvendt på to datasett 10 og 20 som ble innsamlet i løpet av to seismiske undersøkelser utført ved to forskjellige tidspunkter.

Det første datasettet 10 ble innsamlet under basis-undersøkelsen og vil bli kalt "basis", mens det andre datasettet 20 ble innsamlet under en overvåkningsundersøkelse og vil bli kalt "overvåkning".

Basisdatasettet 10 og overvåkningsdatasettet 20 er hvert sammensatt av en samler av traser kalt henholdsvis 1 og 2. I basisdatasettet 10 er trase 1 gruppert ved offset-klasser 11, 12, 13, 14 og ved binger 15. Trasene i overvåkningsdatasettet 20 er likeledes gruppert i offset-klasser 21, 22, 23, 24 og i binger 25. Offset-klassene og bingene er identiske i de to datasettene 10 og 20, men trasene i og j er forskjellige siden de svarer til to forskjellige undersøkelser.

Som vist på fig. 2 innbefatter fremgangsmåten for behandling av datasettene 10 og 20 to hovedtrinn som består i å velge et eller flere trasevalgkriterier (trinn 100) og velge traser i de to datasettene 10 og 20 basert på de valgte kriteriene (trinn 200). Fremgangsmåten resulterer i to behandlede datasett 110 og 120 som bare inneholder traser valgt fra datasettene 10 og 20. Datasettene 110 og 120 har bedre innbyrdes repeterbarhet enn de ubehandlede datasettene 10 og 20. Datasettene 110 og 120 kan dermed brukes som en basis for firedimensjonal måling.

Et eller flere utvalgskriterier blir valgt i trinn 100. Disse kriteriene innbefatter seismiske kriterier og eventuelt geometriske kriterier. Seismiske kriterier er f.eks. anvendbare på krysskorrelasjonsproduktet mellom traser, forutsigbarheten mellom traser eller den normaliserte RMS-amplituden mellom innsamlede traser. Navigasjonskriteriene kan f.eks. angå forskjellen mellom orientering i kilde/mottaker-asimutverdi mellom registrerte traser eller avstanden mellom en trase og midten av den bingen som den er tilknyttet.

Som vist på fig. 3, innbefatter traseutvalgstrinnet 200 deltrinn for å innbefatte en attributt (deltrinn 210), et deltrinn for anvendelse av utvalgskriteriene (deltrinn 220) og et deltrinn for å velge eller ikke velge traser (deltrinn 230) .

I deltrinn 210 for beregning av et attributt for en trase i i forbindelse med en binge B±og en offset-klasse Oii basisdatasettet 10, blir en trase j tilknyttet en binge Bji en offset-klasse Oj i overvåkningsdatasettet 20 betraktet. Som illustrert på fig. 4, blir trase j valgt i en binge Bjog en of f set-klasse Oj i et naboskap { Bi) i binge Bi. Som det kan ses på fig. 4, strekker naboskapet V( Bi) seg ikke bare over flere binger, men også over flere offset-klasser.

For hver trase i tilknyttet binge Bi og med offset-klasse Oi, og hver binge j tilknyttet Bjog of f set-klasse Oj, blir et attributt a( i, j) beregnet som karakteriserer repeterbarheten mellom trasene i og j.

I henhold til et første utførelseseksempel av oppfinnelsen er attributtet a( i, j) krysskorrelasjonsproduktet cc( i, j) for trasene i og j.

Maksimumsamplituden til korrelasjonsproduktet opptrer når i og j er like.

I henhold til et annet utførelseseksempel av oppfinnelsen er attributtet a( i, j) forutsigbarheten pr( i, j) mellom trasene i og j .

hvor cc er krysskorrelasjonsproduktet mellom traser, ac er autokorrelasjonsproduktet til en trase og E er integralet over et forutbestemt tidsvindu.

Forutsigbarheten pr ligger mellom 0 og 1. Hvis pr( i, j) = 1 så er trasene i og j nøyaktig repeterbare. Forutsigbarheten pr er ikke følsom for statisk fase og amplitudeforskjeller mellom trasene i og j. På den annen side er forutsigbarheten pr følsom for bredden av tidskorrelasjonsvinduet, modifika-sjoner av refleksjonsevnen i undergrunnen og støy.

I henhold til et tredje utførelseseksempel av oppfinnelsen er attributtet a( i, j) den normaliserte rotmiddelkvadrat-amplituden (RMS-amplituden) til trasene i og j:

hvor [ ti, tn] er et foretrukket tidsvindu i hvilket funksjonen x er samplet n ganger.

Den normaliserte RMS-amplituden er følsom for modifika-sjoner av undergrunnen og for støy.

Det er opplagt at andre attributter som karakteriserer likheten mellom trasene i og j kan beregnes. Det er også mulig å beregne blandede attributter, f.eks. å kombinere krysskorrelasjonsproduktet til trasene i og j og forskjellen i normaliserte RMS-amplituder mellom trasene i og j.

Utvalgsapplikasjonen i deltrinn 220 består i å bestemme hvilken av trasene j som betraktes i naboskapet V( B±) som passer best (eller er mest lik) trasen i som betraktes.

I henhold til et første utførelseseksempel av dette deltrinn 220 svarer det utvalgte utvalgskriteriet til en sammenligning med en terskel A for å bestemme parene (i,j) som har tilstrekkelig repeterbarhet. Attributtet a( i, j) som er beregnet for hvert par med traser (i,j), blir sammenlignet med terskelen A.

Hvis attributtet a( i, j) er større enn terskelen A, så blir traseparet (i,j) valgt. Hvis attributtet a( i, j) derimot er mindre enn denne terskelen A, så blir traseparet (i,j) ikke valgt.

Hvis f.eks. NRMS( i, j) <0, 5, så blir paret med traser (i,j) ikke valgt. Hvis derimot NRMS( i, j)^ 0,5, så blir paret med traser (i,j) valgt.

I henhold til et annet utførelseseksempel av deltrinn 220 svarer det anvendte utvalgskriteriet til beregningen av en maksimal attributtverdi max ( a( i, j)).

For en gitt trase i blir f. eks. trasen j for hvilken pr( i, j) = max ( pr( i, j)) valgt.

Det skal bemerkes at undertrinnene 210 og 220 fører til likt valg av trase i og j i datasettene 10 og 20. For en samme trase i i basisdatasettet 10, kan flere traser j i overvåkningsdatasettet 20 tilfredsstille det anvendte utvalgskriteriet.

Deltrinn 220 kan gjentas ved å anvende et annet utvalgskriterium som for tidligere valgte traser.

I henhold til deltrinn 230 kan paret med traser (i,j) velges eller ikke velges for å oppnå de behandlede datasettene 110 til 120.

Naboskapet V( B±) som utgjør søkeområdet for en trase j, kan ha flere forskjellige konfigurasjoner. På fig. 5 strekker naboskapet V ( B±) seg omkring of f set-klasse 0±og rundt binge B±som er tilknyttet trase i. Naboskapet V( B±) er avgrenset av en ellipsoide. Som vist på figuren, har ellipsoiden to brennpunkter, hvor et av brennpunktene er sentrum i bingen B±tilknyttet trase i i offset-klasse Oi, og det andre brennpunktet er sentrum i den samme bingen B±i en annen offsetklasse 0±+ 1 tilstøtende klasse 0±tilknyttet trase i.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for behandling av minst to sett (10, 20) med seismiske data, der hvert datasett omfatter flere seismiske traser (i,j), karakterisert vedfølgende trinn: å gruppere seismiske traser av et første datasett i binger ( B±) og ved of f set-klasser ( 0±) ; å gruppere seismiske traser av et andre datasett i binger ( Bj) og ved offset-klasser ( 0±), hvor en offset-klasse innbefatter et område av offset-verdier; å beregne minst et attributt ( a( i, j)) som er karakteristisk for en likhet mellom en første trase (i) i det første datasettet (10) og en andre trase (j) i det andre datasettet (20), hvor det andre datasettet (20) innsamles ved et tidspunkt etter innsamling av det første datasettet; og å velge de første og andre trasene (i,j) når det minst ene attributtet ( a( i, j)) som er karakteristisk for en likhet mellom den første trasen (i) og den andre trasen (j) overstiger en terskelverdi, og å bruke de valgte første og andre trasene for å oppnå et bilde av den geologiske strukturen til undergrunnen, hvor det for en gitt første trase (i), flere attributter ( a( i, j)) beregnes tilsvarende til flere andre traser (j), der de andre trasene (j) er tatt fra innsiden av et søkeområde (V) i det andre datasettet, hvor søkeområdet (V) strekker seg over flere offset-klasser.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor søkeområdet innbefatter et naboskap ( V( B±)) som er forutbestemt omkring en offset-klasse ( Oi) forbundet med den første trasen (i).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor søkeområdet strekker seg over flere binger.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvor søkeområdet innbefatter et forutbestemt naboskap ( V( B±)) omkring en binge ( B±) tilknyttet den første trasen (i).

5. Fremgangsmåte ifølge krave 1, hvor søkeområdet innbefatter et naboskap ( V ( Bi)) omkring en offset-klasse ( 0±) og binge ( B±) tilordnet den første trasen (i), idet naboskapet ( V( B±)) blir bestemt av en ellipsoide.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, hvor ellipsoiden har to brennpunkter, hvorav et brennpunkt er sentrum i bingen ( B±) tilknyttet den første trasen (i) i offset-klassen ( Oi) tilknyttet den første trasen (i) og det andre brennpunktet er sentrum i den samme bingen ( Bi) som er tilknyttet den første trasen (i) i en of f set-klasse ( B1+ 1) ved siden av of f set-klasse ( Oi) tilknyttet den første trasen (i).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor et attributt ( a( i, j)) beregnet for de første og andre trasene (i,j) er et krysskorrelasjonsprodukt ( cc( i, j)) for de første og andre trasene (i,j).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor et attributt ( a( i, j)) som er beregnet for de første og andre trasene (i,j), er en forutsigbarhet ( pr ( i, j)) mellom de første og andre trasene (i,j) •

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor et attributt ( a( i, j)) beregnet for de første og andre trasene (i,j), er en normalisert RMS-amplitude for de første og andre trasene (i,j) •

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor utvalgstrinnet innbefatter å bestemme en maksimal attributtverdi (max ( a ( i, j))) .