Интерпретация сейсморазведочных данных

Процесс интерпретации многоуровневый и, как для других геофизических разделов, включает на два этапа: 1) собственно сейсмическая интерпретация (интерпретация сейсмотрасс), 2) геологическая интерпретация, то есть решение обратной задачи сейсморазведки.

Сейсмическая интерпретация состоит из визуального воспроизведения записей (на бумажном носителе или на экране дисплея) с их последующим нормированием (выравниванием) и фильтрацией в различных частотных диапазонах по сейсмотрассе. Правильность ввода данных и качество первичного (полевого) материала оценивается при анализе волновой картины (рис. 89). Для этого все введенные данные визуализируются на дисплее ЭВМ (повальный вывод) в том порядке, в каком они были получены в поле, то есть в сортировке ОПВ без применения процедур обработки.

Рис. 89. Сейсмограмма ОПВ при расположении ПВ между ПК-44 и ПК-45

Волновая картина, вид которой приведен на рисунке 89, - это сводная сейсмограмма отображения волнового поля конкретного источника (в данном случае взрыв тротилового заряда 0,5 кг в скважине на глубине 10 м). Картина отображает характер регистрации волн на сейсмограммах, их динамические и кинематические параметры, области прослеживаемости на профиле, регулярные и нерегулярные помехи.

Основная задача сейсмической интерпретации - выделить однократные волны, которые несут полезную информацию на фоне многократных волн-помех. Далее производится сопоставление отфильтрованных сейсмотрасс, то есть их корреляция (рис. 90). При этом следует отметить, что в процессе фильтрации однократных волн от маркирующих горизонтов, последние уверенно выделяются лишь в тех случаях, когда толщина слоев сопоставима с длиной волны. В противном же случае фиксируются отражения от неких промежуточных горизонтов, так как тонкие слои являются «прозрачными».

Рис. 90. Корреляция сейсмотрасс отфильтрованных однократных волн

I – IV – сейсмотрассы, А,Б,В – пакеты однократных волн маркирующих горизонтов

 

Последующий процесс многоуровневой интерпретации сейсмических записей сводится к анализу годографов, то есть по сейсмотрассам в каждой точке приёма анализируются годографы, и, таким образом, прослеживается непрерывность той или иной границы. Обязателен учет влияния ЗМС, который позволяет привести сейсмотрассы к некой условной границе (рис.91).

Рис. 91. Влияние ЗМС на кинематику отраженных волн (а) и пример приведения годографа, построенного по экспериментальным данным, к исправленным значениям (б)

1,2 - годографы, построенные по экспериментальным (1) и исправленным значениям (2)

 

Конечным результатом сейсмической интерпретации является восстановление волновой картины. Выполняется монтаж сейсмотрасс, который дает качественную картину о строении геологического разреза исследуемого участка земной коры. Этот монтаж сейсмотрасс носит название временного разреза (рис. 92).

Рис. 92. Временной сейсмический и соответствующий ему геологический разрезы на участке распространения пластовых льдов (Ямал, газоконденсатное месторождение)

Поверхностные условия – маломощный СТС, ниже промежуточный мерзлый слой

 

Следует отметить, что временный разрез не позволяет оценить глубины залегания тех или иных пластов. Поэтому производится перевод временного разреза в глубинный, на котором расстояния между точками наблюдения и отражающей границей соответствуют толщине по вертикали. Перевод временного разреза в глубинный требует машинной обработки. Используется формула:

F_o (t)* t = Ф_о (t) (70),

где Ф_о (t) – функция глубинного разреза F_o – функция сейсмотрасс однократных волн.

При построении глубинных разрезов обязателен учет априорных данных, к которым относятся в первую очередь результаты бурения и других геофизических методов. Пример сопоставления временного и глубинного разрезов приведен на рисунке 93.

Рис. 93. Временной (А) и глубинный (Б) разрезы ОГТ на оползневом участке

1 – кровля карбонатных отложений, 2 – поверхность смещения, 3 – кровля глин, 4 – дифракционная волна

Геологическая интерпретация заключается в переводе сейсмогеологического разреза в геологический. Предусматривается определение количественных показателей стратиграфического разреза, то есть глубины залегания стратиграфических слоев, изменения их мощности (толщины) и строения. Обязательно определение скорости распространения упругих волн для каждого интервала между отражающими границами, сопоставление данных с бурением, электроразведкой и гравиразведкой.

Временные и глубинные разрезы строятся с помощью специальных компьютерных программ. Поэтому современные технологии сейсморазведки предусматривают регистрацию сейсмических данных в специальных форматах, чтобы обрабатывающие системы прежде всего могли автоматически распознавать и считывать первичную информацию, относящуюся к «описанию» всех необходимых для сейсмических трасс данных (дата, участок, профиль, регистрирующие параметры и.т.д.).

Принято представлять системы наблюдений на обобщённой плоскости, где положения ПВ и ПП для каждого отдельного наблюдения отображаются вполне однозначно (рис. 94).

 

Рис. 94. Изображение системы наблюдений на обобщенной плоскости: ПП – пункты приема (совмещенные с пунктами возбуждения – ПВ), ОПП – линии общего пункта приема, ОПВ – линии общего пункта возбуждения, ОСТ – линии общей средней (глубинной) точки

 

Для того, чтобы показать, на каком интервале профиля расположены ПП (интервал наблюдений) при возбуждении на каком-либо определённом ПВ, на вспомогательной линии, исходящей от этого ПВ под углом 45⁰, зачерняют тот интервал, на который проецируется линиями под углом -45⁰ интервал расположения ПП. Следовательно, изображение на обобщённой плоскости не только однозначно определяет положение ПВ и ПП на профиле, но в случае многократных перекрытий позволяет легко формировать сейсмограммы общего пункта возбуждения (ОПВ), общего пункта приёма (ОПП), общих удалений (ОУ), общей глубинной (ОГТ) или средней (ОСТ) точки.

Как правило, компьютерные программы обработки сейсморазведочных данных включают операции обработки результатов и МПВ и МОВ.

Процесс обработки данных сейсморазведки МПВ предусматривает: 1) чтение, визуализацию и фильтрацию сейсмограмм, 2) редактирование трасс и ввод поправок, 3) корреляцию первых вступлений волн, 3) построение и редактирование годографов, 4) определение сейсмических скоростей и построение преломляющих границ. Обработка производится в интерактивном (диалоговом) режиме и при возникновении каких-либо невязок или сомнений возможен возврат на несколько шагов назад.

Граф обработки (последовательность процедур) МОВ-ОГТ содержит определенную последовательность обязательных процедур, состоящих из: 1) ввода полевых данных и присвоения им геометрии, 2) сортировки трасс по общим точкам (ОТВ) или пунктам (ОПВ) возбуждения и их накопление, 3) то же по ОГТ с вводом априорных кинематических поправок, частотной и пространственной фильтрацией и последующим суммированием этих трасс (трасс ОГТ). Примеры выполнения основных процедур обработки в системе RadExPro приведены на рисунках 95 и 96. Рисунок 95 иллюстрирует возможности существенного улучшения отношения сигнал/помеха посредством полосовой частотной фильтрации.

Рис. 95. Сейсмограмма ОГТ и частотные спектры сигнала (A) и помехи (B)

Это достигается при работе в интерактивном режиме путём проб и ошибок, каждый раз визуально анализируя результаты работы фильтра. Но можно процесс сделать гораздо более целенаправленным и быстрым, предварительно проанализировав частотные спектры сигнала и помехи в исходных сейсмограммах, или даже в суммарном разрезе. Так, сравнение спектров для сигнала (рис. 95-А) и помехи (рис. 95-Б), показывает, что спектр сигнала сосредоточен в основном в диапазоне частот 25-60 Гц, в то время как спектр помехи в основном низкочастотный. Исходя из этого, можно ожидать, что применение частотного фильтра с полосой пропускания, подобной спектру сигнала, даст существенное улучшение отношения сигнал/помеха.

На рисунке 96 приведен пример достижения выигрыша в отношении сигнал/помеха посредством применения пространственной фильтрации, использующей горизонтальную коррелированность сигнала.

 

 

Рис. 96. Временной разрез ОГТ после применения полосовой частотной и пространственной фильтрации

 

 

В таких случаях одним из исходных условий применения метода ОГТ является предположение о плоскости границ и их незначительном наклоне в пределах общей отражающей площадки. Логично выполнение этого условия и в более широких пределах – для нескольких соседних ОГТ. Тогда сигналы, отраженные от этих точек, также можно суммировать с целью еще большего усиления на фоне нерегулярных помех. Фильтр рекомендуется применять в самом конце обработки для улучшения прослеживаемости границ на суммарном временном разрезе ОГТ.