NO813644L - Fremgangsmaate ved seismisk undersoekelse - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår seismiske undersøkelser og er

mer spesielt rettet mot undersøkelsesteknikk av typen felles dybdepunkt (CDP-common depth point), hvor den resulterende seismiske seksjon har refleksjonsamplitude-anomalier.

■.- Ved en metode for seismiske undersøkelser vil de oppnådde feltregistreringer omfatte tracer eller markeringer fra detektorer i forskjellige avstander fra en kilde langs en undersø-.kelseslinje, for å oppnå multippeldekning av felles refleksjonspunkter i undergrunnen. Derefter blir felttrasene som representerer multippeldekning av felles refleksjonsspunkter, stakket for å undertrykke støy, så som multippelrefleksjoner og de stakkede traser blir fremvist som funksjon av avstanden langs undersøkelseslinjen for;å danne en seismisk seksjon.' En seismisk seksjon angir undergrunnslagene i et snitt gjennom undergrunnen og er et av de viktigste verktøy som brukes av geofysikeren for å bestemme arten av jordens undergrunns-formasjon er. • Forskjellige betegnelser har vært brukt på den generel-le prosess å oppnå seismisk multippeldekning, for eksempel felles dybdeteknikk, CDP-teknikk og rulle-langs-teknikk (roll-along techniques). Alle disse teknikker innebærer det

hovedprinsipp å registrere seismiske multippeltraser fra. det samme refleksjonspunkt i undergrunnen ved å bruke et flertall horisontale avstander eller forskyvninger mellom en seismisk kilde og de seismiske detektorer. En beskrivelse av disse teknikker er gitt av Lorenz Shock i en artikkel med tittelen "Roll-Along and Drop-Along Seismic Techniques", publisert i Geophysics, XXVIII, 5, del II, sidene 831-841 (oktober 1963). De oppnådde data blir korrigert for normal utbevegelse (moveout) og atmosfæriske forstyrrelser og blir derefter stakket.

CDP-teknikken blir vanligvis tillagt den fordel at den medfører bedre seismiske data enn slike teknikker som gir enkelt-seismikk-data."Ved stakking av CDP-seismikk-data er de primære refleksjoner i hovedsaken i fase og blir således addert, mens forstyrrelsene,, så som multippelrefleksjoner,

er ute av fase og er tilbøyelig til å bli utbalansert eller eliminert. Følgelig blir mulitippelréfleksjonene undertrykket og de primære refleksjoner fremhevet.

Det er nylig utført et inngående studium av forholdet mellom amplitude- og faseanomalier på stakkede seismiske seksjoner og bergart, porøsitet samt fluiduminnhold i den reflekterende sone. Visse anomalier er blitt betegnet som "lyse-flekker" eller "HCI" (hydrokarbonindikatorer). Det er blitt utført forskjellige studier av hastighets-, tetthets- og re-fleks jonskoef f isient-varias joner og praktiske tilfellers historier, på disse HCI i stakkede seismiske seksjoner.

Skjønt visse anomalier i reflekajonsamplitude har vært funnet

å indikere en grenseflate med en' hydrokarbonholdig -formasjon, har refleksjonsamplituder med anomalier vært henført også til andre årsaker. Således kan anomalier i ref leksjonsamplitude bevirkes av variasjoner i kildens styrke, forsterkningsvariå- - sjonen i mottagerkanalen, kilde- og mottagerkoblingsproblemer knyttet til jordoverflaten og avvikelser med hensyn til CDP-punkter ved samling av trasene.

Det' har vært gjort forsøk på å identifisere HCI på stakkede seksjoner, borehullslogger og feltregistreringer som refleksjonsamplituder med anomali avhengig av avstanden mellom seismisk kilde og detektor. Imidlertid har man støtt på vanskeligheter med å demonstrere forholdet omkring refleksjonsamplitude i relasjon til avstand, fordi det eneste fremvis-ningsmedium har vært seismiske seksjoner med felles avstand.

Ifølge denne oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for seismiske undersøkelser hvor det blir oppnådd seismiske feltregistreringer som omfatter et flertall traser fra detektorer med forskjellige, avstander fra en kilde langs en undersøkelseslinje,karakterisert ved: samling av traser som representerer refleksjoner fra felles refleksjonspunkter,

stakking av trasene for felles refleksjonspunkter for å frembringe en seismisk seksjon/

bestemmelse av amplituden av de samlede traser som funksjon av avstanden for en spesiell refleksjon på den seismiske seksjon, og

plotting av amplituden som funksjon av avstanden.

I henhold til oppfinnelsen blir avstandsayhengige reflek-sjonsparametere analysert og fremvist og mer spesielt blir for en gitt refleksjon på en seismisk seksjon amplituden av hver felttrase bestemt som funksjon av avstanden mellom kilden og den detektor som produserer vedkommende trase. Konturer for like amplitudeverdier blir så plottet som funksjon av detektoravstanden og distanse langs undersøkelseslinjen, og disse konturplottinger viser detektoravstand som funksjon av kildeplassering på linjen. Foreliggende oppfinnelse utnyt-ter fordelene ved CDP-prosessering og det store dynamiske, område og mønsterfremvisningsegenskapene ved en konturplotting..

Denne konturplotting kan fremvises inntil' den del av den seismiske seksjon som fremviser den refleksjpnsanomali som har interesse. Dette gir et meget nyttig verktøy til å skjelne mellom forskjellige typer av anomalier. Det kan vises at. amplitudeanomalier bevirket av variasjoner i refleksjonskoeffisienten, dvs. den samme HCI, vil opptre langs de CDP-linjer som er skråttliggende i konturplottingen i henhold til denne' oppfinnelse. På den.annen side vil en amplitudevaria-sjon som skyldes endring i kildens styrke, ha et vertikalt orientert konturmønster. En registreringskanal omfattende en detektor, kabel og forforsterkere, som har ukorrekt forsterkning vil avstedkomme en amplitudeanomali som opptrer på konturplottingen som en horisontal anomali. På ligende måte kan koblingsanomalier og CDP-samlingspunkt-anomalier.skjelnes i konturplottingen. Disse systemfeil som blir indikert i konturplottingene blir korrigert for å frembringe en seismisk seksjon med et bedre signal/støy-forhold og som bedre . representerer de seismiske refleksjoner.-

Oppfinnelsen skal nå beskreves mer detaljert ved hjelp av et eksempel, under henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 viser en firedobbelt CDP-feltprosedyre.

Fig. 2 er et flytdiagram som viser fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser en utgangsplotting frembragt ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 4 viser punktene i-en utgangsplotting som angir ut-sending av en ref leks jonsanomali langs skrått liggende linjer..

Fig. 5 har likhet med fig. 4 og forklarer utseende av

en kilde-anomali som vertikale linjer.

Fig. 6 har likhet med fig. 4 og viser utseendet av en registreringskanal-anomali langs en horisontal linje. Fig. 7 har likhet med fig. 4 og viser utseende av en kob-lingsanbmali langs en vertikal linje og en skråttliggende linje. Figurene 8A til 8C viser en kilde og-seismiske detektorer i en.situasjon, som'bevirker en koblingsanomali. Fig. 9 er et eksempel på en utgangsplotting frembragt i henhold til oppfinnelsen med en refleksjonsanomali sammen med en \a°nomali bevirket ved avdrift av en marin sleper (streamer), og

fig. 10 viser en alternativ plotting av amplitude som

funksjon av detektoravstand.

På tegningene viser fig. 1 en CDP-feltprosedyre for seismiske undersøkelser f.or å oppnå seismiske feltregistreringer med et flertall traser fra detektorer med forskjellige avstander fra en kilde. Én seismisk energikilde blir suksessivt energisert ved kildeposisjoner 11,12,13 og 14, vanligvis betegnet som "skuddpunkter" langs undersøkelseslinjen. For letthets skyld er undersøkelseslinjen vist fire ganger på

fig. 1 med kilden og detektorene i de forskjellige posisjoner. For hvert skudd blir refleksjoner fra undergrunnen detektert ved hjelp av en rekke geofoner inkludert detektorene 15,16,17

■og 18.. Når et skudd detoneres i kildeposis jon 11 detekterer detektoren 15 en ' refleksjon fra et felles refleksjonspunkt 19

i undergrunnen; når kilden blir energisert i posisjon 12 vil detektoren 16 detektere refleksjonen fra punktet 19; når kilden blir energisert i posisjon 13, vil detektoren 17 detektere refleksjonen fra det felles refleksjonspunkt 19, og når kilden energiseres i posisjon 14, vil detektoren 18 detektere

-refleksjonen fra det felles refleksjonspunkt 19. Disse refleksjoner .blir registrert som feltseismogrammer på magnet-bånd i'form av et flertall f eltregistrer inger, omfattende en trase eller markering (kurve) fra hver av detektorene i rek-ken. Avstanden H mellom kilden og den detektor som frembringer hver trase blir registrert i en forløper for hver feltre-gistrer ing. En vanlig form for undersøkelse anvender en rekke på 32 detektorer, hvorved det sørges for en 32-dobbelt dekning av undergrunnspunktene. Disse feltseismogrammer er angitt ved 20 og 20A på fig. 2, og de blir samlet til sett av traser

som representerer felles refleksjonspunkter. Dette trinn er angitt ved 21 på fig. 2. Det henvises igjen til det forenklede

eksempel på fig. 1. Trasen i registrering 1 fra detektor.15, trasen i registrering 2 fra detektor 16, trasen i registrering 3 fra detektor . 17, og trasen iregistrering 4 fra detektor 18 blir samlet til et sett. Disse traser blir stakket som angitt ved trinn 22 på fig. 2 for å danne en enkelt sam-mensatt trase som fremhever refleksjonene og undertrykker støy.-Trasene i alle feltregistreringene blir samlet og stakket på tilsvarende måte. Når disse sammensatte traser blir fremvist side om side utgjør de en seismisk seksjon som angitt ved 23 på fig. 2. En del av en slik seismisk seksjon er vist ved 24 på fig. 3. Hver av de vertikale traser i seksjonen 24 på

fig. 3 representerer amplituden av detektert seismisk energi refléktert fra et.punkt under skuddpunktet i avstand langs un-,

dersøkelseslinjen på jordoverflaten. Den del av den seismis ke seksjon som er vist på fig. 3 inneholder en sterk refleksjon mellom 0,9 og 1,0 sekunder registreringstid. Denne refleksjon har en amplitude-anomali som gjør at den har stor interesse fordi den kan indikere mulig HCI.

I overensstemmelse med denne oppfinnelse er det tilveiebragt et verktøy eller hjelpemiddel for å bestemme årsaken til denne amp.litudeanomali. Som vist øverst på fig.. 3, blir amplituden for hver felttrase .plottet som funksjon av detektoravstanden for vedkommende trase og skuddpnktsposisjonen langs undersøkelseslinjen, og like amplitudeverdier blir så innbyr-des forbundet ved hjelp av konturlinjer for å danne den konturplotting som er vist i den øvre del av fig. 3. Dette er lettere å forstå.ved hjelp av fig- 4, som er en forenklet frem-stilling av punktene på konturplottingen vist i fig. 3.' Punktene i horisontalretning representerer, skuddpunkter og felles dybdepunkter. Punkter i vertikal retning representerer feltregistreringer og traser i feltregistreringene. Anta f. eks. at den refleksjon som det dannes kontur for, skriver seg fra den reflekterende grenseflate som inkluderer punktet'19 på fig. 1, med skuddposisjonen 11 på fig. 1 representert ved punktet 25 og skuddposisjonen 12,13 og 14 representert ved de respektive punkter. 26 ,27 og 28 på fig. 4, da plottes i punktet 2.9 amplituden av refleksjonen i trasen fra registrering T frembragt av detektor 15, i punktet 30 plottes ampli-..tuden av den samme refleksjon i trasen fra detektor 16 i registrering 2, i punkt 31 plottes amplituden av den samme refleksjon fra den trase som leveres av detektor 17 i registrering 3, og i punktet 32 plottes amplituden av den samme refleksjon i.trasen fra detektor 18 i registrering 4.

Like amplitudeverdier blir så forbundet ved hjelp av-konturlinjer. Når refleksjonskoeffisienten endrer seg langs en reflekterende grenseflate vil alle traser med dette refleksjonspunkt fremvise endringen en refleksjonskoeffisienten. Derfor vil endringen opptre langs en CDP-linje projesert fra CDP-punktet over endringen i undergrunnen. Som eksempel vil end-ringer over refleksjonspunktet 19 på fig. 1 opptre langs den skråttliggende linje 33 på fig. 4.'Konturmønstrene i disse plottinger vil alltid følge den skråttliggende CDP-retning. Refleksjonskoeffisient-anomalier ligger på skrå langs disse CDP-linjer motsatt av skuddforskyvningsretningen.

Det henvises igjen til flytdiagrammet på fig. 2 hvor feltseismogrammene 20 blir samlet til sett av DCP-traser som angitt ved 21 og stakket ved 22 for å danne den seismiske seksjon 23. En refleksjon,f.eks. den refleksjon som er vist ved

bunnen av fig. 3, blir digitalisert som angitt ved 35 på fig.

2. Denne digitalisering blir utført ved å følge toppen på

en digitaliseringstavle slik at koordinatene er toppen i skuddposisjon og tid blir registrert; Apparatur for å utføre digitaliseringstrinnet omfatter f.eks. den kommersielt tilgjengelige digitaliseringsenhet som leveres av Talos Systems Invorporated.

Utgangen av trinn 35 er et sett koordinater t,x som iden-tifiserer vedkommende refleksjon i hver av felttrasene. Felttrasene blir avspilt fra bånd som angitt ved 20A og amplituden av refleksjonen i hver trase blir bestemt slik som angitt ved 36. Denne prosedyre utføres ved konvensjonelle prosesserings-teknikker for seismikk, som bestemmer amplituden av en felttrase fra posisjon x ved registreringstid t. Prosedyren innebærer at hvert CDP-sett blir tatt fra båndet med ett om gangen og innføres ved koordinatene t,x som spesifisert ved skudd-punktnummer og' tid. Den nærmeste topp lokaliseres i et område valgt ved vinduet for hver trase av CDP-settet. Så blir det neste CDP-sett behandlet på tilsvarende måte. Hver topp-amplitude eller refleksjonsparameter lagres i et digitalt ord merket med skuddpunkt, CDP-nummer og detektoråvstand. Disse blir betegnet henholdsvis SP, CDP og H og amplituden er betegnet A. Disse merkede ord blir lagret som angitt ved 37 på fig. 2.Merkede ord kan sorteres i henhold til mange forskjellige kri-teriaer, inkludert skuddpunkt, CDPeller detektoravstand. Som angitt ved 38 blir like amplitudeverdier utvalgt. Disse like amplitudeverdier blir plottet som angitt ved 39 for å danne konturplottene. Fig. 5 viser konturmønsteret av en amplitud.evarias jon som skyldes endring i kildestyrke. Slike variasjoner vil opptre på alle traser som er felles for vedkommende kilde. Følgelig ér disse anomalier årsak til konturmønsteret som er orientert vertikalt langs feltregisteringen . Fig. 6 viser konturmønsteret for en registreringskanal-anomali. Registreringskanalen omfatter detektor, kabler, forforsterkere, analog/digital-omsetter og forsterker. Hvis noen av disse har feilaktig forsterkning vil amplitudeanomalien opptre på'konturmønsteret som en anomali gjennom den feilak-tige kanal felles for alle f eltregistreringer.. Dette er et horisontalt konturmønster.

En koblingsanomali er resultatet av en overflate- eller tilnærmet overflateeffekt som forårsaker en utilstrekkelig kobling av kilde og detektor. En slik anomali vil opptre på konturplottet i alle traser med skuddpunkt/detektor-avstand som passerer over dette overflatested. Som eksempel viser fig. 7 punktene på en konturplott hvor en koblingsanomali opptrer i et vertikalt mønster 40 og et mønster 41 skrått-stilt ved en linje på 45°. Dette kan forklares, ved hjelp av figurene 8A-8C som viser en kilde S og en rekke detektorer som føres på tvers over en slamfylt elv. I posisjonen på

fig. 8A befinner en av detektorene seg over den slamfylte strøm eller elv, og i posisjonen på fig. 8B er en annen detektor over den slamfylte elv, og efter hvert som skuddene avfy-res, vil andre detektorer befinne seg over elven. Dette fører til et anomalimønster 41 i vinkel 45° som vist på fig. 7.

Når kilden selv befinner seg over den slamfylte elv som vist

på fig. 8C, vil alle traser i feltregistreringen ha.amplitudeanomalien. Dette er årsaken til den vertikale kontur 40 på fig. 7.

Fig-. 9 er et annet eksempel på virkeligefeltdata som er representert ved en del av en seismisk seksjon som vist ved bunnen av denne figur. Den øvre del av figuren viser reflek sjonsamplitude-konturer for den spesielle refleksjon som er vist i den seismiske seksjon. Konturplotten viser refleksjons-koeffisientens endring når registreringssystemet passerer over en ref leks jonsanomali. Konturmønsteret ligger lang:s CDP-linjer, men ligger noe foran disse. Dette forårsakes av driften.av en marin sleper som frembringer feltregistreringene.

Den seismiske seksjon på fig. 9 viser en refleksjonskoeffisient-rygg ved begge ender av refleksjonen. Midtpartiet av anomalien har lav refleksjonskoeffisient. Konturopptegningen ved toppen åv figuren viser at trasene langs denne linje er ukorrekt stakket, hvilket medfører en forstyrret eller utstruk-ket versjon av den virkelige refleksjon. Trasene skulle derfor samles igjen .langs baner parallelle med refleksjons-koef f isienten . Ved å starte disse gjensamlede traser vil det

bli oppnådd en representasjon av refleksjonen med bedre sig-nal/støy-forhold. Andre feil i systemet for frembringelse og behandling av trasene kan korrigeres på lignende måte for å kompensere for disse feil slik som angitt på plotten av amplitude som funksjon av detéktoravstandén.

Fig. 10 viser en alternativ plott av amplitude som funksjon av detektoravstand. Amplituden av- refleksjonene av-tar typisk inntil den kritiske vinkel a/^ er nådd og derefter øker amplituden som vist med den strekede linje. Den heltruk-ne linje er atypisk for refleksjoner fra tassmettet sand.

Den strek-prikkede linje er typisk for en refleksjon fra ga.ss-mettet sand hvor kildene leverer trykkbølger som blir omdannet til skjærbølger ved den reflekterende grenseflate.

Mange kommersielt tilgjengelige datamaskinsystemer er egnet for utførelse av denne.oppfinnelse. Som eksempel kan

nevnes at det nedenfor angitte datamaskinsystem fra Control Data Corporation er spesielt velegnet for prosessering eller behandling av seismiske traser og frembringelse av plotter i henhold.til denne oppfinnelse:

Programmeringen vil være åpenbar for fagfolk på området ut fra brukermanualer for det spesielle system som.anvendes og ut fra kjente prosedyrer for seismisk samling, stakking og plotting'.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte ved seismiske undersøkelser hvor det blir oppnådd seismiske feltregistreringer som omfatter et flertall traser fra detektorer med forskjellige detektorav-stander fra en kilde, langs en undersø kelseslinje, karakterisert ved samling av traser som representerer refleksjoner fra felles refleksjonspunkter> stakking av trasene for de felles1 ref leks jonspunkter for å frembringe en seismisk seksjon, bestemmelse av amplituden av de samlede traser som funksjon av detektoravstanden, for en spesiell refleksjon i den seismiske seksjon og plotting av amplituden som funksjon, av detektoravstanden.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det foretas utvelgning av like amplitudeverdier, og at plotte-trinnet omfatter plotting av konturer med samme ampl.itudeverdi som funksjon av detektoravstand og. avstand langs undersøkelseslinjen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved plotting av den del av den seismiske.seksjon som inneholder refleksjonen, i sammenheng med plotten av amp-litudekonturene.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 3, karakterisert ved utførelse av korreksjon for å kompensere for feil angitt ved plotten av amplitude som funksjon av detektoravstanden.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,■ karakterisert ved at korreksjonen omfatter ny samling av trasene for.felles refleksjonspunkter som angitt ved plotten og-ny stakking av de gjensamlede traser.

6 . Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 5., karakterisert ved at bestemmelsen av amplitude omfatter digitalisering av den spesielle refleksjon for å frembringe koordinater som representerer tid og horisontal avstand og for hver av koordinatene bestemmelse av topp-amplituden av trasen i feltregistreringene.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved lagring av topp-amplituden i et digitalt ord merket med avstand langs undersø kelseslinjen som representert ved den horisontale posisjon av skuddpunktets og/eller det felles refleksjonspunkt for trasen, og med detektoravstan den for skuddpunktet. fra den detektor som frembringer trasen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved plotting av punkter med samme amplitude som har en ordinat og en abscisse angitt ved horisontal posisjon og detektoravstand fra det digitale ord, hvilke punkter med samme amplitude blir forbundet- ved hjelp av konturlinjer.