Как вычисляют мгновенные атрибуты? Почему для их получения используют комплексные сейсмические трассы?

+

6) Приведите примеры применения различных мгновенных атрибутов при решении геол. задач.

Многочисленные сейсмические атрибуты получены на основе представления сейсмических трасс в комплексном виде. Отметим важное преимущество комплексных трасс - они дают возможность получать информацию для каждого отсчета сейсмотрассы. Поэтому подобные атрибуты называют мгновенными атрибутами. Получение атрибутов по обычным трассам не дает возможности иметь их значения там, где амплитуды трасс, например, равны нулю. Использование мгновенных атрибутов применительно к радиолокационным узкополосным модулированным сигналам началось в 50-х годах и только в начале 70-х оказалось, что этот подход без всяких изменений применим к сейсмическим трассам.

Получение мгновенных атрибутов основано на представлении сейсмотрассы в виде действительной части U (t) комплексной трассы

Z (t) = U (t) + iV (t), (1.1)

где V (t) – трасса, сопряженная с U (t). Комплексная функция Z (t) называется аналитическим сигналом.

Представление трассы в комплексном виде дает возможность получить вдоль нее распределения:

1. Энергии колебаний в виде трассы мгновенных амплитуд:

причем реальная трасса U (t) соответствует кинетической энергии, сопряженная V (t) - потенциальной энергии колебаний, а общая энергия Ā (t) - огибающей реальной и сопряженной трасс.

2. Изменений фазовых соотношений реальной U (t) и сопряженной компоненты V (t) в виде трассы мгновенных фаз:

3. Производной по времени от мгновенных фаз в виде трассы мгновенных частот:

 

 

Сопряженная трасса V (t) получается из реальной трассы U (t) путем применения к ней преобразования Гильберта, которое сдвигает фазы всех положительных частотных составляющих трассы на -90°, не изменяя амплитудного спектра.

Комплексную трассу Z (t) можно геометрически представить в виде непрерывно вращающегося и изменяющего свою длину вектора в комплексном пространстве, конец которого образует сложную спираль (см. следующий слайд). При этом длина вектора в каждый момент времени определяет мгновенную амплитуду, угол поворота от горизонтали в плоскости перпендикулярной оси времен – мгновенную фазу, а мгновенная частота равна числу оборотов вектора в единицу времени (секунду) и измеряется в Герцах.

 

Мгновенная амплитуда (мощность отражения) может иметь свой максимум, отличный от максимума и минимума реальной трассы, что объясняется интерференцией. Это принципиальное отличие мгновенной амплитуды от обычных амплитуд отражений. По мгновенным амплитудам могут выявляться поверхности несогласия, которые вызваны резким контрастом упругих свойств пород, прилегающих снизу к границе несогласия. Высокие значения мгновенных амплитуд часто связывают с литологическими изменениями в смежных пластах, а также со скоплениями УВ. Повышенные или пониженные значения мгновенных амплитуд могут характеризовать мощности тонких пластов, а резкие локальные изменения мгновенных амплитуд могут быть обязаны нарушениям. С мгновенной амплитудой связан атрибут, называемый кажущейся полярностью и определяемый как знак реальной трассы (считающийся знаком коэффициента отражения) в точках экстремумов Ā (t). Этот атрибут позволяет по отрицательным коэффициентам отражения идентифицировать возможные УВ аномалии, связанные с яркими пятнами.

Мгновенная фаза не зависит от амплитуды и поэтому на изображениях мгновенных фаз выделяются более протяженные, незаметные на обычных разрезах слабые отражения. Эти разрезы наиболее эффективны для выявления выклиниваний, угловых несогласий, зон нарушения малой амплитуды, фациальных изменений. Фазовые изображения полезны при увязке сейсмических границ по площади.

Мгновенная частота, являющаяся производной мгновенной фазы по времени, не характеризует среднее значение частоты по какому-либо интервалу, а соответствует определенным моментам времени. Из-за интерференции отражений частота записи связана с мощностью и литологией тонких пластов. Залежи УВ, вызывающие эффект поглощения, могут отмечаться зонами пониженных частот, а также резким изменением частот в зонах выклинивания границ водоуглеводородных контактов. Для усреднения и сглаживания мгновенных частот может рассчитываться дополнительный атрибут - средневзвешенная частота, приближающаяся по значениям к преобладающей (видимой) частоте.

Следует отметить, что наибольшей геологической информативности можно достичь при совместном использовании указанных атрибутов. Прослеживание изменений мгновенных атрибутов по простиранию оказывает существенную помощь при стратиграфической интерпретации. Список мгновенных атрибутов не ограничен вышеприведенными и может быть значительно дополнен.