RU2013129772A - Инверсия одновременных источников для данных сейсмоприемной косы с взаимнокорреляционной целевой функцией - Google Patents

Abstract

1. Компьютерно-реализуемый способ для инверсии одновременных кодированных источников измеренных геофизических данных, полученных при условиях, где предположение фиксированных приемников инверсии одновременных кодированных источников не является действительным, чтобы определять модель физических свойств для области геологической среды, содержащий следующие этапы, при этом все суммирование, моделирование, вычисление и обновление выполняются на компьютере, который запрограммирован, чтобы выполнять их:(a) получение группы двух или более кодированных сейсмограмм измеренных геофизических данных, полученных при условиях, где предположение фиксированных приемников не является действительным, при этом каждая сейсмограмма является ассоциированной с одиночным обобщенным источником, или альтернативно с одиночным приемником, и при этом каждая сейсмограмма кодирована с помощью разной кодирующей функции, выбранной из набора неэквивалентных кодирующих функций;(b) суммирование кодированных сейсмограмм в группе посредством суммирования всех, или выбранных, записей данных в каждой сейсмограмме, которые соответствуют одиночному приемнику или альтернативно одиночному источнику, и повторение для каждого другого приемника или альтернативно для каждого другого источника, что дает результатом одновременную кодированную сейсмограмму;(c) предположение модели физических свойств области геологической среды, при этом упомянутая модель обеспечивает значения, по меньшей мере, одного физического свойства в местоположениях всюду по области геологической среды;(d) моделирование синтетической одновременной кодированн�

Claims (27)

1. Компьютерно-реализуемый способ для инверсии одновременных кодированных источников измеренных геофизических данных, полученных при условиях, где предположение фиксированных приемников инверсии одновременных кодированных источников не является действительным, чтобы определять модель физических свойств для области геологической среды, содержащий следующие этапы, при этом все суммирование, моделирование, вычисление и обновление выполняются на компьютере, который запрограммирован, чтобы выполнять их:

(a) получение группы двух или более кодированных сейсмограмм измеренных геофизических данных, полученных при условиях, где предположение фиксированных приемников не является действительным, при этом каждая сейсмограмма является ассоциированной с одиночным обобщенным источником, или альтернативно с одиночным приемником, и при этом каждая сейсмограмма кодирована с помощью разной кодирующей функции, выбранной из набора неэквивалентных кодирующих функций;

(b) суммирование кодированных сейсмограмм в группе посредством суммирования всех, или выбранных, записей данных в каждой сейсмограмме, которые соответствуют одиночному приемнику или альтернативно одиночному источнику, и повторение для каждого другого приемника или альтернативно для каждого другого источника, что дает результатом одновременную кодированную сейсмограмму;

(c) предположение модели физических свойств области геологической среды, при этом упомянутая модель обеспечивает значения, по меньшей мере, одного физического свойства в местоположениях всюду по области геологической среды;

(d) моделирование синтетической одновременной кодированной сейсмограммы данных, с использованием предполагаемой модели физических свойств, при этом моделирование использует кодированные формы импульсов источников, и при этом полная одновременная кодированная сейсмограмма моделируется в одиночной операции моделирования;

(e) вычисление целевой функции, измеряющей взаимную корреляцию между одновременной кодированной сейсмограммой измеренных данных и смоделированной одновременной кодированной сейсмограммой;

(f) обновление модели физических свойств посредством оптимизации целевой функции;

(g) повторение этапов (a)-(f), по меньшей мере, еще один раз с использованием обновленной модели физических свойств из предыдущей итерации в качестве предполагаемой модели физических свойств в этапе (c), что дает результатом дополнительную обновленную модель физических свойств; и

(h) загрузку, отображение, или сохранение дополнительной обновленной модели физических свойств в компьютерное хранилище.

2. Способ по п.1, в котором целевая функция $$\varphi$$

задается посредством или является математически эквивалентной следующему:

$$\phi =\frac{d_{нефикс}^{изм}\otimes d_{фикс}^{смод}}{\Vert d_{нефикс}^{изм}\Vert \Vert d_{фикс}^{смод}\Vert }$$

где $$d_{нефикс}^{изм}$$

являются одновременной кодированной сейсмограммой измеренных данных, и $$d_{фикс}^{смод}$$

являются смоделированной одновременной кодированной сейсмограммой, включающей в себя трассы смоделированных данных для всех местоположений приемников, активных ли или неактивных в течение конкретного взрыва, и

обозначает выбранную норму.

3. Способ по п.2, дополнительно содержащий аппроксимацию целевой функции посредством:

$$\phi \approx \frac{d_{нефикс}^{смод}\otimes d_{нефикс}^{изм}}{\Vert d_{нефикс}^{изм}\Vert \Vert d_{фикс}^{смод}\Vert }$$

где $$d_{нефикс}^{смод}$$

являются смоделированной одновременной кодированной сейсмограммой такой, что трассы, соответствующие приемникам, которые являются неактивными в течение конкретного взрыва, заменяются нулями до кодирования.

4. Способ по п.1, в котором кодирующая функция, используемая над сейсмограммой на этапе (a), изменяется в, по меньшей мере, одной из итераций.

5. Способ по п.4, в котором на каждой итерации используются два или более набора кодирующих функций и предназначены, чтобы получать средний градиент целевой функции.

6. Способ по п.1, в котором все кодирующие функции изменяются в каждой итерации.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий получение, по меньшей мере, одной дополнительной группы из двух или более кодированных сейсмограмм измеренных геофизических данных как на этапе (a), и выполнение этапа (b) для каждой дополнительной группы, затем накопление соответствующих вычисленных целевых функций из этапа (e), при этом обновление модели физических свойств на этапе (f) определяется посредством максимизации накопленных вычисленных целевых функций.

8. Способ по п.1, в котором упомянутые кодированные сейсмограммы измеренных данных кодируются посредством временной свертки всех трасс из сейсмограммы с кодирующей функцией, выбранной для сейсмограммы.

9. Способ по п.1, в котором две или более кодированных сейсмограмм измеренных данных получаются посредством получения сейсмограмм данных из геофизического обследования, в котором данные получаются из множества одновременно работающих, однозначно кодированных устройств источника.

10. Способ по п.1, в котором измеренные геофизические данные пребывают из сейсмического обследования области геологической среды.

11. Способ по п.10, в котором обобщенные сейсмические источники являются либо все точечными источниками, либо все источниками плоской волны.

12. Способ по п.1, в котором кодированные формы импульсов источников, используемые в моделировании синтетической одновременной кодированной сейсмограммы, либо используют одни и те же кодирующие функции, используемые, чтобы кодировать одновременную кодированную сейсмограмму измеренных данных, либо являются функциями, созданными посредством временной свертки измеренных или оцененных форм импульсов источников с одной и той же кодирующей функцией, используемой, чтобы кодировать соответствующую измеренную сейсмограмму на этапе (a), при этом измеренные геофизические данные включают в себя измеренные или оцененные формы импульсов источников каждой активации источников.

13. Способ по п.8, в котором кодирующие функции имеют тип, выбранный из группы, состоящей из линейного кодирования, кодирования со случайной фазой, с линейной частотной модуляцией, модифицированной линейной частотной модуляцией, случайным временным сдвигом и частотно независимой фазой.

14. Способ по п.8, в котором кодирующие функции имеют один тип для некоторых источников и другой тип для других источников.

15. Способ по п.1, в котором кодирующие функции оптимизированы, чтобы улучшать качество целевой функции.

16. Способ по п.1, в котором моделирование на этапе (d) выполняется с кодом моделирования конечной разности, конечного элемента или конечного объема.

17. Способ по п.10, в котором модель физических свойств является моделью сейсмической волновой скорости, сейсмических эластичных параметров, сейсмических параметров анизотропии или сейсмических параметров квазиупругости.

18. Способ по п.1, в котором чтобы обновлять модель, используется способ глобальной оптимизации целевой функции, выбранный из группы, состоящей из Монте-Карло, искусственного аннилинга, генетического или эволюционного алгоритма.

19. Способ по п.1, в котором чтобы обновлять модель, используется способ локальной оптимизации целевой функции, выбранный из группы, состоящей из градиентного линейного поиска, сопряженных градиентов или способа Ньютона.

20. Способ по п.1, в котором максимизация целевой функции содержит вычисление градиента целевой функции по отношению к параметрам модели физических свойств.

21. Компьютерно-реализуемый способ для инверсии одновременных кодированных источников измеренных геофизических данных, полученных при условиях, где предположение фиксированных приемников инверсии одновременных кодированных источников не является действительным, чтобы определять модель физических свойств для области геологической среды, содержащий:

(a) получение измеренных геофизических данных от геофизического обследования области геологической среды, в котором предположение фиксированных приемников не было действительным;

(b) использование запрограммированного компьютера, чтобы инвертировать измеренные данные посредством итеративной инверсии, содержащей использование предполагаемой или обновленной модели физических свойств, чтобы одновременно моделировать данные обследования, представляющие множество источников обследования, или альтернативно множество приемников, при этом формы импульсов источников или приемников в моделировании кодируются, что дает результатом смоделированную одновременную кодированную сейсмограмму геофизических данных, при этом инверсия дополнительно содержит определение обновления модели для следующей итерации посредством оптимизации целевой функции, измеряющей взаимную корреляцию между смоделированной одновременной кодированной сейсмограммой и соответствующей одновременно кодированной сейсмограммой измеренных геофизических данных; и

(c) загрузку или отображение обновленной модели физических свойств или сохранение ее в компьютерной памяти или хранилище данных.

22. Способ по п.21, в котором некоторые или все из геофизических данных разбиваются на множество групп данных таким способом, который увеличивает разделение между местоположениями активации источников внутри каждой группы данных по сравнению с некоторыми или всеми из геофизических данных до разбиения, и смоделированная одновременная кодированная сейсмограмма для каждой итерации соответствует разной группе данных со всеми группами, которые используются в ходе итераций.

23. Компьютерный программный продукт, содержащий используемый компьютером постоянный носитель, имеющий машиночитаемый программный код, осуществленный на нем, при этом упомянутый машиночитаемый программный код выполнен с возможностью исполняться, чтобы осуществлять способ для инверсии одновременных кодированных источников измеренных геофизических данных, полученных при условиях, где предположение фиксированных приемников инверсии одновременных кодированных источников не является действительным, чтобы определять модель физических свойств для области геологической среды, при этом упомянутый способ содержит:

(a) ввод группы двух или более кодированных сейсмограмм измеренных геофизических данных, при этом каждая сейсмограмма ассоциирована с одиночным обобщенным источником, или альтернативно с одиночным приемником, и при этом каждая сейсмограмма кодирована с помощью разной кодирующей функции, выбранной из набора неэквивалентных кодирующих функций;

(b) суммирование кодированных сейсмограмм в группе посредством суммирования всех записей данных в каждой сейсмограмме, которые соответствуют одиночному приемнику или альтернативно одиночному источнику, и повторение для каждого другого приемника или альтернативно для каждого другого источника, что дает результатом одновременную кодированную сейсмограмму;

(c) ввод модели физических свойств области геологической среды, при этом упомянутая модель обеспечивает значения, по меньшей мере, одного физического свойства в местоположениях всюду по области геологической среды;

(d) моделирование синтетической одновременной кодированной сейсмограммы данных, с использованием предполагаемой модели физических свойств, при этом моделирование использует кодированные формы импульсов источников, и при этом полная одновременная кодированная сейсмограмма моделируется в одиночной операции моделирования;

(e) вычисление целевой функции, измеряющей взаимную корреляцию между одновременной кодированной сейсмограммой измеренных данных и смоделированной одновременной кодированной сейсмограммой;

(f) обновление модели физических свойств посредством оптимизации целевой функции; и

(g) повторение этапов (a)-(f), по меньшей мере, еще один раз с использованием обновленной модели физических свойств из предыдущей итерации в качестве предполагаемой модели физических свойств в этапе (c), что дает результатом дополнительную обновленную модель физических свойств.

24. Способ для добычи углеводородов из области геологической среды, содержащий:

(a) выполнение сейсмического обследования области геологической среды, при этом предположение фиксированных приемников инверсии одновременных кодированных источников не является удовлетворенным;

(b) получение скоростной модели области геологической среды, определенной посредством способа, содержащего:

инвертирование измеренных данных обследования посредством итеративной инверсии, содержащей использование предполагаемой или обновленной скоростной модели, чтобы одновременно моделировать данные обследования, представляющие множество источников обследования, или альтернативно множество приемников, при этом формы импульсов источников или приемников в моделировании кодируются, что дает результатом смоделированную одновременную кодированную сейсмограмму геофизических данных, при этом инверсия дополнительно содержит определение обновления скоростной модели для следующей итерации посредством оптимизации целевой функции, измеряющей взаимную корреляцию между смоделированной одновременной кодированной сейсмограммой и соответствующей одновременно кодированной сейсмограммой измеренных данных;

(c) бурение скважины в слое в области геологической среды, идентифицированной, по меньшей мере, частично из интерпретации структуры в области геологической среды, созданной с использованием обновленной скоростной модели из (b); и

(d) добычу углеводородов из скважины.

25. Способ по п.1, в котором кодирование выполняется посредством умножения каждой сейсмограммы и каждой формы импульсов источника на выбранную кодирующую функцию, и при этом на каждой итерации из этапа (g) одна или более кодирующих функций устанавливаются равными нулю, так что записи данных, не обнуленные, соответствуют местоположениям активации источников, которые являются более разделенными, в среднем, чем в измеренных геофизических данных до кодирования, при этом в ходе итераций используются все записи данных, т.е. которые не являются обнуленными.

26. Способ по п.25, в котором кодирующие функции используются, чтобы случайным образом выбирать взрывы в каждой итерации, что дает результатом увеличенную расстановку взрывов.

27. Способ по п.1, в котором измеренные геофизические данные, которые инвертируются, являются сейсмическими данными полного волнового поля.