Синтетическая сейсмограмма
Синтетическая сейсмограмма является результатом прямого моделирования сейсмического отклика входной модели земли, которая определяется с точки зрения 1D, 2D или 3D изменений физических свойств. При разведке углеводородов это используется для обеспечения «связи» между изменениями свойств горных пород в скважине и данными сейсмического отражения в том же месте. Его также можно использовать либо для проверки возможных моделей интерпретации 2D и 3D сейсмических данных, либо для моделирования реакции прогнозируемой геологии в качестве помощи при планировании сейсморазведки. При обработке данных широкоугольного отражения и преломления (WARR) синтетические сейсмограммы используются для дальнейшего ограничения результатов сейсмической томографии . [1] В землетрясений сейсмологии синтетические сейсмограммы используются либо для сопоставления прогнозируемых эффектов конкретной модели разлома источника землетрясения с наблюдаемыми записями сейсмометра , либо для того, чтобы помочь ограничить скоростную структуру Земли. [2] Синтетические сейсмограммы создаются с использованием специализированного геофизического программного обеспечения.
1D синтетика
[ редактировать ]Данные сейсмического отражения изначально доступны только во временной области. Чтобы геологические данные, обнаруженные в скважине, можно было связать с сейсмическими данными, создается одномерная синтетическая сейсмограмма. Это важно для определения происхождения сейсмических отражений, наблюдаемых в сейсмических данных. Данные о плотности и скорости регулярно измеряются в скважине с помощью инструментов каротажа на кабеле . Эти каротажи предоставляют данные с интервалом выборки, намного меньшим, чем вертикальное разрешение сейсмических данных. Поэтому журналы часто усредняются по интервалам, чтобы получить так называемый «блокированный журнал». [3] Эта информация затем используется для расчета изменения акустического импеданса в стволе скважины с использованием уравнений Цепприца . [4] Этот журнал акустического импеданса объединяется с данными о скорости для создания коэффициентов отражения временного ряда . Этот ряд свернут с сейсмическим вейвлетом для получения синтетической сейсмограммы. Входной сейсмический импульс выбирается так, чтобы он максимально соответствовал тому, который был получен во время исходных сейсмических данных, уделяя особое внимание фазовому и частотному составу .
1.5D сейсмическое моделирование
[ редактировать ]Сверточное 1D-моделирование создает сейсмограммы, содержащие только аппроксимации первичных отражений. Для более точного моделирования, включающего множественные отражения, головные волны, направленные волны и поверхностные волны, а также эффекты передачи и геометрическое распространение, требуется моделирование полной формы волны. Для одномерных упругих моделей наиболее точный подход к моделированию полной формы волны известен как метод отражения. [5] Этот метод основан на подходе интегрального преобразования, при котором волновое поле (цилиндрическая или сферическая волна) представляется суммой (интегралом) плоских волн, гармонических по времени. [6] Коэффициенты отражения и прохождения отдельных плоских волн, распространяющихся в стопке слоев, можно рассчитать аналитически с использованием различных методов, таких как матричный пропагатор, [7] [8] [9] [10] [11] глобальная матрица [12] или инвариантное вложение. [13] Эта группа методов называется 1,5D, поскольку Земля представлена 1D-моделью (плоские слои), а распространение волн рассматривается либо в 2D (цилиндрические волны), либо в 3D (сферические волны).
2D синтетическое сейсмическое моделирование
[ редактировать ]Аналогичный подход можно использовать для изучения сейсмической реакции 2D геологического разреза. Это можно использовать для изучения таких вещей, как разрешение тонких слоев или различное поведение различных флюидов, например, нефти, газа или рассола в потенциальном пластовом песке. [14] Его также можно использовать для проверки различной геометрии структур, таких как соляные диапиры, чтобы увидеть, какая из них лучше всего соответствует исходным сейсмическим данным. Разрез строится с плотностью и сейсмическими скоростями, присвоенными каждому из отдельных слоев. Они могут быть либо постоянными в пределах слоя, либо систематически меняться по модели как по горизонтали, так и по вертикали. Затем программное обеспечение запускает синтетический сбор данных по всей модели, чтобы создать набор «сборок снимков», которые можно обработать, как если бы они были реальными сейсмическими данными, для создания синтетического 2D сейсмического разреза. Синтетическая запись создается с использованием либо алгоритма трассировки лучей, либо какой-либо формы моделирования полной формы волны, в зависимости от цели моделирования. Трассировка лучей быстрая и достаточная для проверки освещения конструкции. [15] но для точного моделирования амплитудного отклика потребуется полное моделирование формы сигнала. [16]
3D синтетическое сейсмическое моделирование
[ редактировать ]Этот подход может быть дополнительно расширен для моделирования реакции трехмерной геологической модели. Это используется для уменьшения неопределенности интерпретации путем моделирования реакции 3D-модели на синтетические сейсмические данные, которые максимально соответствуют тому, что фактически использовалось при получении интерпретированных данных. [17] Синтетические сейсмические данные затем обрабатываются с использованием той же последовательности, что и исходные данные. Этот метод можно использовать для моделирования как 2D, так и 3D сейсмических данных, полученных на территории геологической модели. Во время планирования сейсмической разведки 3D-моделирование можно использовать для проверки влияния изменений параметров сейсмической съемки, таких как направление съемки или максимальное смещение между источником и приемником, на изображение конкретной геологической структуры. [18] [19]
Моделирование данных WARR
[ редактировать ]Первоначальная обработка моделей отражения и преломления с широкой апертурой (WARR) обычно выполняется с использованием томографического подхода, при котором время наблюдаемых первых вступлений сопоставляется путем изменения скоростной структуры недр. Модель может быть дополнительно уточнена с помощью прямого моделирования для создания синтетических сейсмограмм для отдельных сейсмограмм. [1]
Моделирование землетрясений
[ редактировать ]Моделирование источника
[ редактировать ]В районах с хорошо изученной скоростной структурой можно использовать синтетические сейсмограммы для проверки предполагаемых параметров источника землетрясения. Такие параметры, как плоскость разлома, вектор скольжения и скорость разрушения, можно варьировать для получения синтетических сейсмических откликов на отдельных сейсмометрах для сравнения с наблюдаемыми сейсмограммами. [20]
Скоростное моделирование
[ редактировать ]Для сейсмических событий известного типа и местоположения можно получить подробную информацию о структуре Земли в различных масштабах путем моделирования телесейсмического отклика на событие. [2]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Макрис Дж., Эглофф Ф. и Рим Р. 1999. WARRP (Профилирование отражения и преломления с широкой апертурой): принцип успешного сбора данных там, где традиционные сейсмические исследования неэффективны, SEG 1999, расширенные тезисы.
- ^ Jump up to: а б Хельмбергер, Д.В. 1974, Понимание сейсмограмм путем построения числовых моделей, техника и наука, 38, 26–29.
- ^ Голдберг, Д., Уилкенс, Р.Х. и Моос, Д. 1987. Сейсмическое моделирование диагенетических эффектов в кайнозойских морских отложениях на участках 612 и 613 проекта глубоководного бурения, Первоначальный отчет DSDP по этапам 95, 23.
- ^ ОБартельс, Т., Крастель, С. и Шписс, В., 2007. Корреляция сейсмических данных высокого разрешения со скважинными измерениями ODP Leg 208. В Кроон Д., Захос Дж. К. и Рихтер К. (ред.), Proc. ОДП, науч. Результаты, 208: Колледж-Стейшн, Техас (Программа океанского бурения), 1–27.
- ^ Фукс, К. и Г. Мюллер, 1971, Расчет синтетических сейсмограмм методом отражения и сравнение с наблюдениями, Geophys. Дж. Р. Астрон. Соц, 23, 417.
- ^ Аки, К. и Ричардс, Р.Г., Количественная сейсмология, теория и методы, Vol. Я, У. Х. Фриман, 1980 год.
- ^ Томсон, В.Т., 1950, Передача упругих волн через многослойный твердый материал, Журнал прикладной физики, 21, 89–93.
- ^ Хаскелл, Н. А., Дисперсия поверхностных волн в многослойных средах, Бюллетень Сейсмологического общества Америки, 43, 17–34, 1953.
- ^ Данкин, И.В., 1965, Расчет модельных решений в слоистых упругих средах на высоких частотах, Бюллетень Сейсмологического общества Америки, 55, 335–358.
- ^ Троуэр, Э.Н., Расчет дисперсии упругих волн в слоистых средах, Журнал звука и вибрации, 2, 210–226.
- ^ Молотков Л.А., 1984, Матричный метод в теории распространения волн в слоистых упругих и жидких средах, Наука.
- ^ Шмидт, Х. и Танго., 1986, Эффективный глобальный матричный подход к вычислению синтетических сейсмограмм, Геофизический журнал Королевского астрономического общества, 84, стр. 331–359.
- ^ Кеннетт, BLN, 1985, Распространение сейсмических волн в слоистых средах, Cambridge University Press.
- ^ Ходжеттс, Д. и Хауэлл, Дж. А. 2000. Синтетическое сейсмическое моделирование крупномасштабного геологического разреза из Бук-Клиффс, Юта, США, Petroleum Geoscience, 6, 221–229.
- ^ Грэм, С., Лоутон, Д. и Спратт, Д. 2005. Визуализация поднадвигов: пример моделирования нефтяного месторождения Кузиана, бассейн Льянос, Колумбия, Национальная конвенция CSEG, Аннотация.
- ^ Ли, Ю., Даунтон, Дж. и Сюй, Ю. 2004. Моделирование AVO при обработке и интерпретации сейсмических данных II. Методологии, Регистратор CSEG, 38–44 января.
- ^ Гавит, Д.Э. и Гаттеридж, Пенсильвания, 1996. Сейсмическая проверка моделирования резервуара с использованием общей модели земли, Petroleum Geoscience, 2, 97–103.
- ^ Гьёйстдаль, Х., Иверсен, Э., Лекомт, И., Кашвич, Т., Дроттнинг, О. и Миспел, Дж. 2007. Улучшение применимости трассировки лучей при сборе, построении изображений и интерпретации сейсмических данных, Geophysical, 72, 261–271.
- ^ Рэй А., Пфау Г. и Чен Р. 2004. Важность моделирования трассировки лучей при открытии Северного поля Тандер-Хорс, Мексиканский залив, The Leading Edge, 23, 68–70.
- ^ Коттон, Ф. и Кампильо, М. 1994. Применение синтеза сейсмограмм для изучения источника землетрясения по записям сильных движений, Annali di Geofisica, 37, 1539–1564.