RU2012152063A - Способ q томографии - Google Patents

Abstract

1. Лучевой способ сдвига центроидных частот Q томографии для перестроения модели Q геологической среды на основании сейсмических данных, измеряемых приемниками при исследовании с использованием сейсмического источника, содержащий выбор математической функции для аппроксимации амплитудного спектра сейсмического источника, чтобы вычислить сдвиг центроидных частот спектра вследствие затухания в земле, и связывание указанного сдвига центроидных частот с затуханием, представленным обратной величиной добротности Q, и нахождение решения относительно Q или 1/Q путем итеративной линейной оптимизации с использованием компьютера, в котором оптимизация имеет боксовые ограничения для поддержания оцениваемых значений Q в пределах зависимых от положения диапазонов, точно определяемых верхними границами и нижними границами.2. Способ по п. 1, в котором оптимизация с боксовыми ограничениями разрешается многоиндексным способом активных множеств, который позволяет обновлять активное множество в соответствии с многочисленными индексами сетки за один раз, при этом индекс сетки обозначает расположение геологической среды.3. Способ по п. 1, в котором выбираемая математическая функция представляет собой частотно-взвешенную экспоненциальную функцию частоты.4. Способ по п. 3, в котором частотно-взвешенная экспоненциальная функция частоты имеет два параметра, которые подбирают, чтобы обеспечивать соответствие амплитудному спектру сейсмического источника.5. Способ по п. 4, в котором два параметра представляют собой характеристическую частоту для управления шириной полосы частот и индекс симметрии, при этом каждый является п

Claims (20)

1. Лучевой способ сдвига центроидных частот Q томографии для перестроения модели Q геологической среды на основании сейсмических данных, измеряемых приемниками при исследовании с использованием сейсмического источника, содержащий выбор математической функции для аппроксимации амплитудного спектра сейсмического источника, чтобы вычислить сдвиг центроидных частот спектра вследствие затухания в земле, и связывание указанного сдвига центроидных частот с затуханием, представленным обратной величиной добротности Q, и нахождение решения относительно Q или 1/Q путем итеративной линейной оптимизации с использованием компьютера, в котором оптимизация имеет боксовые ограничения для поддержания оцениваемых значений Q в пределах зависимых от положения диапазонов, точно определяемых верхними границами и нижними границами.

2. Способ по п. 1, в котором оптимизация с боксовыми ограничениями разрешается многоиндексным способом активных множеств, который позволяет обновлять активное множество в соответствии с многочисленными индексами сетки за один раз, при этом индекс сетки обозначает расположение геологической среды.

3. Способ по п. 1, в котором выбираемая математическая функция представляет собой частотно-взвешенную экспоненциальную функцию частоты.

4. Способ по п. 3, в котором частотно-взвешенная экспоненциальная функция частоты имеет два параметра, которые подбирают, чтобы обеспечивать соответствие амплитудному спектру сейсмического источника.

5. Способ по п. 4, в котором два параметра представляют собой характеристическую частоту для управления шириной полосы частот и индекс симметрии, при этом каждый является положительным вещественным числом.

6. Способ по п. 5, в котором частотно-взвешенная экспоненциальная функция частоты может быть выражена в форме

$$F(f)=A{f}^n\exp \left(-\frac{f}{f_0}\right)$$

,

где f является частотой, А является постоянной при масштабировании амплитуды, f₀ является характеристической частотой и n является индексом симметрии.

7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий:

(а) оценивание амплитудного спектра источника и вычисление его центроидной частоты;

(b) аппроксимацию амплитудного спектра источника частотно-взвешенной экспоненциальной функцией частоты;

(с) вычисление амплитудных спектров первых вступлений трасс сейсмических данных;

(d) вычисление сдвигов центроидных частот, являющихся разностями между центроидными частотами амплитудных спектров, вычисленных на этапе (с), и вычисленной центроидной частотой амплитудного спектра источника;

(е) построение вектора d измерения в значениях сдвигов центроидных частот и центроидных частот амплитудных спектров, вычисленных на этапе (с);

(f) выполнение кода трассирования лучей на компьютере при использовании акустической скоростной модели геологической среды и информации о расстоянии источник-приемник из исследования;

(g) построение матрицы А ядра в значениях длин отрезков лучей и соответствующих скоростей акустических волн;

(h) построение исходной модели Q геологической среды на основании имеющейся информации, при этом указанная исходная модель точно определяет значение 1/Q для каждой ячейки в исходной модели;

(i) образование карты диапазонов изменений 1/Q, обеспечивающей боксовые ограничения для 1/Q на всем протяжении модели, при этом указанные боксовые ограничения основаны на имеющейся информации;

(j) выполнение итеративной оптимизации, при которой компьютер решает задачу $$min\Vert Ax-d\Vert$$

для компонентов вектора x при условии соблюдения боксовых ограничений, при этом x_j=1/Q_j, индекс j обозначает j-ю ячейку в модели, вследствие чего перестраивается объем значений 1/Q в зависимости от глубины и поперечного положения в геологической среде.

8. Способ по п. 7, в котором итеративную оптимизацию при условии соблюдения боксовых ограничений выполняют при использовании способа активных множеств, который обновляет многочисленные индексы активных множеств во время оптимизации.

9. Способ по п. 8, в котором итеративная оптимизация имеет внешний цикл итерации и внутренний цикл итерации, и при внутреннем цикле итерации выполняют оптимизацию без ограничений, которой определяются подборки x_i для минимизации $$\Vert Ax-d\Vert$$

.

10. Способ по п. 9, в котором после каждого внутреннего цикла итерации получают x_i для каждой ячейки i модели, следующий внешний цикл начинают с проверки x_i относительно боксовых ограничений и связывания тех x_i, которые противоречат этим ограничениям, при этом указанные x_i с ограничениями называют активным множеством, затем проверяют, соблюдается ли $$\Vert Ax-d\Vert <\epsilon$$

, и если нет, переходят к следующей внутренней итерации.

11. Способ по п. 10, в котором совокупность активных множеств не обновляют до тех пор, пока итерация без ограничений внутреннего цикла не сойдется с удовлетворением выбранного условия оптимальности.

12. Способ по п. 2, в котором в многоиндексном способе активных множеств используют решатель сопряженных градиентов или решатель LSQR (разреженных линейных систем и разреженных задач наименьших квадратов).

13. Способ по п. 6, в котором указанное связывание указанного сдвига Δf центроидной частоты с 1/Q может быть математически выражена в соответствии с

$$\Delta f=f_S-f_R=(n+1)\left(f_0\frac{1}{{\displaystyle \underset{получу}{\int }\frac{\pi }{Qv}dl+\frac{1}{f_0}}}\right)$$

,

где f_S и f_R - центроидная частота для, соответственно, амплитудного спектра сейсмического источника и амплитудного спектра, обнаруживаемого приемником, v - скорость акустических волн и dl является приращением траектории луча.

14. Способ по п. 1, дополнительно содержащий использование определяемых решений значений Q или 1/Q в построении сейсмического изображения при поиске углеводородов или при получении характеристик коллектора углеводородов.

15. Лучевой способ сдвига центроидных частот Q томографии для перестроения модели геологической среды для Q или 1/Q на основании сейсмических данных, измеряемых приемниками при исследовании с использованием сейсмического источника, содержащий использование частотно-взвешенной экспоненциальной функции частоты для аппроксимации амплитудного спектра сейсмического источника, чтобы вычислить сдвиг центроидных частот спектра вследствие затухания в земле, и связывание указанного сдвига центроидных частот с затуханием, представленным обратной величиной добротности Q, и нахождение решения относительно Q или 1/Q путем итеративной линейной оптимизации, выполняемой с использованием компьютера.

16. Способ по п. 15, в котором оптимизация имеет боксовые ограничения для поддержания оцениваемых значений Q в пределах зависимых от положения диапазонов, точно определяемых верхними границами и нижними границами.

17. Способ по п. 15, в котором оптимизация с боксовыми ограничениями разрешается многоиндексным способом активных множеств, который позволяет обновлять активное множество в соответствии с многочисленными индексами сетки за один раз, при этом индекс сетки обозначает расположение геологической среды.

18. Способ по п. 15, в котором частотно-взвешенная экспоненциальная функция частоты имеет два параметра, которые подбирают, чтобы обеспечивать соответствие амплитудному спектру сейсмического источника, указанные два параметра представляют собой характеристическую частоту для управления шириной полосы частот и индекс симметрии, при этом каждый является положительным вещественным числом.

19. Способ по п. 18, в котором частотно-взвешенная экспоненциальная функция частоты может быть выражена в форме

$$F(f)=A{f}^n\exp \left(-\frac{f}{f_0}\right)$$

,

где f является частотой, А является постоянной при масштабировании амплитуды, f₀ является характеристической частотой и n является индексом симметрии.

20. Способ по п. 15, дополнительно содержащий использование определяемых решением значений Q или 1/Q в построении сейсмического изображения при поиске углеводородов или при получении характеристик коллектора углеводородов.